ИЗМЕНЕНИЯ,

КОТОРЫЕ ВНОСЯТСЯ В ПРОГРАММУ ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ НАУЧНЫХ

ИССЛЕДОВАНИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫХ АКАДЕМИЙ НАУК

НА 2013 - 2020 ГОДЫ

Российская академия медицинских наук

4923,3

-

-

-

-

-

-

-

4923,3

Российская академия сельскохозяйственных наук

7361

-

-

-

-

-

-

-

7361

Российская академия архитектуры и строительных наук

158,6

196,7

-

-

-

-

-

-

355,3

Российская академия образования

623,1

738,6

-

-

-

-

-

-

1361,7

Российская академия художеств

194,7

405,7

368,1

422,1

396,5

416,3

437,1

459

3099,5

ФАНО России

-

71094,5

66601,4

75826,9

70964

74512,2

78237,8

82149,7

519386,5

Минстрой России

-

-

180,1

207,1

189,2

198,7

208,6

219

1202,7

Минобрнауки России

-

-

611,2

299,1

283,7

297,9

312,8

328,4

2133,1

Итого

68287,4

74491,3

69874,7

79324,7

74346,2

78063,5

81966,7

86065

612419,5

1. Теоретическая математика

в области алгебры и теории чисел:

развитие теории локальных полей и аделей и ее приложений в теории чисел;

теория представлений алгебраических групп над высшими локальными полями и кольцами аделей;

обобщение программы Ленглендса на многообразия размерности больше 1;

исследования по дифференциальной теории Галуа;

изучение аддитивных структур в плотных множествах;

исследования в области классической и некоммутативной алгебраической геометрии;

дальнейшее развитие бирациональной алгебраической геометрии;

исследования по теории производных категорий;

исследования по гомотопической теории групп, алгебраической теории гомотопий;

построение и изучение топологических инвариантов алгебраических структур, разработка мотивной гомотопической теории Воеводского-Мореля, К-теории;

исследование мотивов, алгебраических кобордизмов, алгебраических групп, групп Ли, конечных и дискретных групп, арифметической алгебраической геометрии, задач погружения теории Галуа, алгебраической комбинаторики;

проведение исследований по теории особенностей, теории инвариантов и однородных пространств групп Ли;

развитие асимптотической теории представлений и комбинаторной теории инвариантов;

теория алгебраических групп преобразований;

теория представлений групп;

исследование свойств решений диофантовых уравнений;

получение эффективных оценок характеристик алгебраических многообразий над конечным полем;

исследования по теории дзета- и L-функций, операторов Гекке и тета-рядов, редукционных теорем, автоморфных форм;

распределение комплексных нулей дзета-функции Римана и распределение ее значений на критической прямой;

комбинаторная теория чисел, асимптотические задачи комбинаторики;

исследование арифметических, геометрических и эргодических свойств решеток в евклидовых пространствах и их приложения;

изучение групп симметрий некоторых классов геометрий и графов, свойств подгрупп и представлений конечных простых групп;

характеризация широких классов графов и конечных геометрий;

решение некоторых проблем общей и алгоритмической топологии;

теория представлений янгианов супералгебр Ли, изучение скрученных янгианов, замкнутых (допустимых) элементарных сетей над полем произвольной характеристики;

в области геометрии и топологии:

исследование инвариантов гладких многообразий, подходы к классификации симплектических 4-мерных многообразий;

исследования в области асимптотической геометрии и теории мебиусовых пространств;

развитие теории гомотопий;

построение новых комбинаторных оснований кусочно-линейной топологии;

исследования по комбинаторной топологии и комбинаторной теории инвариантов;

равномерная и эквивариантная топология;

изучение категорий абелевых пучков и пучков множеств геометрических и топологических структур на категорных топологических пространствах, задаваемых сайтами Гротендика;

построение групп гомологий категорных топологических пространств;

исследования по классификации трехмерных многообразий, создание таблиц трехмерных многообразий и практических алгоритмов их распознавания;

развитие теории глобальных узлов;

исследование однородных римановых и псевдоримановых многообразий;

исследование нерегулярных пространств, минимальных заполнений и их связей с обратными задачами математической физики;

исследование метрических инвариантов фракталов и фрактальных кривых;

асимптотическая и дискретная геометрии;

развитие вычислительной топологии;

построение геометрических моделей реальных объектов и вычислительных сеток, изучение квазиизометрических отображений;

исследование пространств функций в различных топологиях;

в области математического анализа:

исследования по теории аппроксимации и интерполяции в вещественной и комплексной области;

развитие теории функциональных пространств и многомерного гармонического анализа;

разработка эффективных численных методов приближенных вычислений;

развитие теории операторов, операторных алгебр и операторных уравнений в банаховых и гильбертовых пространствах;

теория возмущений и классификация операторов в гильбертовом пространстве;

исследования по функциональному анализу, анализу Фурье и теории сингулярных интегральных операторов, спектральной теории операторов в гильбертовом пространстве;

исследования по теории ортогональных рядов и ее применениям и геометрическим проблемам одномерного и многомерного комплексного анализа; применение результатов этих исследований в математической и теоретической физике;

развитие теории потенциала и ее приложений в геометрической теории функций;

развитие теории всплесков и обобщенных сплайнов и их приложений в радиотехнике и метеорологии;

изучение проблем аппроксимации, устойчивости и регулярности многозначных отображений;

изучение асимптотических свойств (плюри) субгармонических и целых функций;

исследование структуры замкнутых подпространств инвариантных относительно оператора дифференцирования;

в области дифференциальных уравнений:

развитие теории гиперболических систем дифференциальных уравнений и ее приложений в математической физике;

развитие теории разрушения ("blow-up") глобальных уравнений с частными производными и ее применение к нелинейным уравнениям современной математической физики;

развитие теории управления системами, описываемыми уравнениями с частными производными, и ее применение, в частности, к управлению работой нефтепроводов;

развитие теории устойчивости и исследование качественных свойств решений дифференциально-разностных и интегро-дифференциальных уравнений и их приложений;

исследование вопросов корректности задач управления, обратных задач и вариационных неравенств для нелинейных эволюционных операторов;

математические проблемы теории кинетических уравнений и динамических систем;

построение асимптотик решений нелинейных систем обыкновенных дифференциальных уравнений и уравнений в частных производных;

оптимальное управление сложными системами (уравнения Беллмана);

исследование свойств решений дифференциальных уравнений и неравенств Гамильтона-Якоби в теории управления;

в области теории вероятностей и математической статистики:

исследование предельных теорем и точности их аппроксимаций в различных вероятностно-статистических моделях;

исследование ветвящихся случайных процессов с различными ограничениями;

статистическое моделирование случайных скалярных и векторных волновых полей;

статистические исследования, относящиеся к восстановлению вероятностных структур по наблюдаемым данным;

исследование асимптотических задач математической статистики, анализ распределений статистик в случае слабо зависимых наблюдений, разработка новых оптимальных процедур регрессионного анализа;

изучение асимптотических свойств случайных матриц и более общих моделей, связывающих классическую и некоммутативную теорию вероятностей;

разработка методов решения стохастических оптимизационных задач, возникающих в теории фильтрации, финансовой и страховой математике, управлении диффузионными и скачкообразными процессами;

исследование взаимосвязей между теорией уравнений с частными производными и стохастическим анализом;

развитие теории марковских цепей общего вида и ее связей с теорией особых случайных возмущений гиперболических динамических систем;

изучение случайных блужданий, диффузионных процессов, марковских процессов и полиморфизмов, исследование инвариантных мер;

развитие асимптотической теории случайных блужданий, в том числе оценка вероятностей больших уклонений;

развитие некоммутативной теории вероятностей и ее приложений в квантовой информатике;

построение и изучение математических моделей квантовых информационных систем и методов нахождения их энтропийных характеристик;

развитие математической теории квантовых корреляций (сцепленности) в составных квантовых системах бесконечной размерности (так называемых систем с непрерывными переменными) с приложениями к моделированию сложных систем, разработке эффективных алгоритмов вычислений и коммуникационных протоколов;

исследования по стохастической и дискретной геометрии;

развитие методов извлечения знания из больших массивов информации; формирование способов защиты информации (информационная безопасность);

исследование вероятностных моделей больших систем взаимодействующих объектов и их применений в математической экономике и эконометрике, финансовой, актуарной (страховой) математике и теории алгоритмов;

оценивание обобщающей способности семейств алгоритмов обучения;

предельные теоремы в теории случайных графов;

задачи оптимальной остановки случайных процессов и задачи наилучшего выбора;

разработка вероятностных методов дискретной математики;

в области математической логики:

исследования бесконечных периодических групп, связанные с известной проблемой Бернсайда, и алгоритмических проблем в теории групп; исследования по сложности вычислений и проблеме перебора (P=NP); исследования по теории доказательств и основаниям математики; применение методов теории сложности вычислений и теории доказательств к задачам криптографии и контроля доступа к информации;

дальнейшее развитие теории вычислимости, в частности, исследование природы разрешимости и неразрешимости алгоритмических проблем на алгебраических структурах и языках;

решение главных проблем современной теории классификации моделей элементарных теорий и структурной теории универсальной алгебры;

выявление на основе этих исследований связей между семантическими и синтаксическими свойствами исследуемых классов;

исследование синтаксических и семантических свойств неклассических логик;

исследование структурных свойств классов логик;

изучение проблемы индуктивного извлечения знаний на основе логического анализа естественного языка, онтологий предметных областей, методов анализа формальных понятий и теории измерений;

в области математической физики:

дальнейшее развитие теории солитонов;

поиск многомерных аналогов интегрируемых систем и их приложений в теории уравнений в частных производных;

разработка спектральной теории интегрируемых уравнений;

некоммутативная геометрия;

развитие общей теории дифференциальных уравнений в частных производных и ее приложений к задачам математической физики, в частности, исследование системы уравнений Навье-Стокса;

математическая теория хаоса и турбулентность;

нелинейные модели в механике сплошных сред, включая систему уравнений магнитной гидродинамики, процессы теплопереноса в жидкостях и газах, модели упругих и пластических сред;

исследование задач нелинейного деформирования и устойчивости тонких оболочек;

исследование связи основных моделей механики сплошных сред с фундаментальными уравнениями квантовой механики;

развитие математической теории распространения волн; изучение связанных с физикой краевых задач для эллиптических, параболических и гиперболических уравнений; их применение в технических разработках;

исследование формирования, устойчивости, распространения и взаимодействия нелинейных волн различной природы;

исследование уравнений движения на гиперзвуковых скоростях и происходящих при этом высокотемпературных процессов;

математическое моделирование физико-химических процессов при гиперзвуковом обтекании тел в атмосферах планет;

исследование многофазных течений;

исследование прямых и обратных задач нелинейной механики, построение высокочастотных асимптотик и бифуркаций решений;

исследование моделей биологических сред на основе уравнений механики сплошной среды;

развитие вычислительных методов математической физики;

исследование математических моделей квантовой теории;

дальнейшее развитие квантовой теории калибровочных полей как в рамках теории возмущений, так и вне ее;

развитие математических методов, пригодных для анализа процессов на Большом адронном коллайдере;

изучение высокоэнергетического рассеяния частиц и тяжелых ионов методами теории струн;

исследование космологических моделей, связанных со струнной теорией поля;

исследование классических и квантовых интегрируемых систем в целях развития математических методов описания процессов в физике высоких энергий и в физике твердого тела, в том числе в физике кристаллов и наносистем;

исследования в области теории многочастичных систем с взаимодействием;

развитие математических методов равновесной и неравновесной статистической механики и их приложение к исследованию термодинамически равновесных коллективных эффектов (фазовые переходы, спонтанное упорядочение, бозе-конденсация) и неравновесных (динамических, кинетических, гидродинамических) физических явлений, описываемых в рамках классических и квантовых моделей разнообразных физических систем

2. Вычислительная математика

разработка и исследование численных методов решения уравнений газовой динамики, магнитной гидродинамики, радиационной магнитной гидродинамики, электродинамики, динамики несжимаемой жидкости, аэродинамики, термомеханики, переноса и тепломассопереноса, упругости и тонких оболочек, интегральных уравнений для эллиптических краевых задач, кинетических уравнений переноса нейтрального и заряженного излучения и т.д.;

разработка и исследование численных методов анализа ламинарно-турбулентного перехода, численных методов решения задач динамики океана, атмосферы, гемодинамики, геофильтрации и геомиграции, многофазных течений и многофазной многокомпонентной фильтрации, задач теории управления сложными и гибридными системами и задач ассимиляции данных, прямых и обратных задач гидродинамики, подводной акустики, сейсморазведки, акустико-электрического каротажа и гибридного моделирования биологических процессов, методов нелинейной аппроксимации и тензорного анализа, алгоритмов вычислительной геометрии и методов построения и адаптации расчетных сеток;

разработка и исследование новых многомасштабных алгоритмов, матричных методов, методов решения систем линейных и нелинейных уравнений, задач на собственные значения, численно-аналитических методов конформных отображений, методов многомерной высокоточной монотонной интерполяции и дискретизации, методов быстрого автоматического дифференцирования, методов вычислений характеристик моделей с минимальной сложностью, построение квадратурных формул высокой точности для сингулярных интегралов и интегралов типа Коши;

разработка новых параллельно реализуемых алгоритмов статистического моделирования для решения нелинейных и векторных кинетических уравнений;

разработка новых методов фиктивных областей, методов декомпозиции области, итерационных методов решения операторных уравнений, методов комплексирования численных алгоритмов с конечными интегральными преобразованиями;

создание и развитие математической теории полностью контролируемых вычислений;

разработка и исследование методов решения некорректных и обратных задач естествознания, в частности, задач математической физики, алгоритмов учета влияния неопределенности исходных данных на результаты расчета;

разработка и исследование методов решения задач оптимального управления, полуопределенного программирования, многокритериальной оптимизации, конечномерной, полубесконечной и бесконечной оптимизации, решения вариационных неравенств, методов оптимизации распределенных динамических систем, оптимальной маршрутизации трафика в информационных сетях и оптимального распределения информационных ресурсов

3. Математическое моделирование

в области развития методологии математического моделирования:

качественное исследование моделей и создание инструментальных средств реализации моделей;

редукция нелинейных управляемых динамических систем;

методы агрегирования моделей и данных;

разработка технологии и инструментальных средств автоматизации создания прикладных информационно-вычислительных систем коллективного пользования;

унификация и классификация эквивалентностных понятий временных и стохастических моделей параллельных процессов;

в области математического моделирования среды обитания:

решение задач теории климата, моделирование климата и его изменений, математическое моделирование крупно- и мезомасштабной атмосферной динамики, крупно- и мезомасштабной динамики вод Мирового океана и окраинных морей России, региональных природно-климатических процессов, разработка вычислительных методов для многомерных нестационарных задач вариационного усвоения данных наблюдений и управления сложными системами;

создание концептуальных моделей управления сложными объектами (агрегатами) в условиях неопределенности с учетом возможности техногенных поражений;

разработка моделей газовой и аэрозольной динамики и кинетики в атмосфере, моделей антропогенного влияния на окружающую среду, природных и техногенных катастроф, оценки объема биомассы растительного покрова по данным аэрокосмического мониторинга, моделей течений жидкостей со свободной границей, решение уравнений мелкой воды, динамики приливов, аэродинамики вихревых образований;

разработка модели атмосферных процессов и распространения загрязняющих веществ в горных ущельях и городской застройке, разработка моделей вулканических извержений;

моделирование переноса излучения в многокомпонентных средах;

разработка методов решения задач зондирования и мониторинга атмосферы и других задач геофизики;

разработка комплекса вычислительных моделей для сквозного расчета эволюции природных и техногенных возмущений;

разработка модели среды обитания человека;

создание кодов для расчета эволюции мезоциклона в торнадо, динамики крупных вихрей в атмосфере Земли, возникновения атмосферной воронки;

математическое моделирование экстремальных геофизических процессов;

разработка и реализация моделей прохождения селей, паводков;

разработка методов решения многомерных обратных задач для моделей акустической гидролокации морского дна, рентгеновской и электронной томографии;

совершенствование алгоритмов математического моделирования современных движений земной коры и применение этих результатов в долгосрочном прогнозе и всестороннем изучении глобальных изменений на планете Земля;

проведение исследований экосистем на базе методов их декларативного описания;

разработка алгоритмов и создание наукоемкого программного обеспечения для моделирования сложных систем, возникающих в задачах поиска нефти;

в области математического моделирования сложных технических систем и условий их функционирования:

разработка моделей современных задач механики и физики сплошной среды и алгоритмов оптимизации технических устройств различного назначения;

разработка моделей индустриальных задач;

создание моделей для исследования стационарных и пространственно-нестационарных течений сжимаемого газа в широком диапазоне скоростей;

численное моделирование крупномасштабной турбулентности, нестационарных течений в ближнем следе и струйных потоках;

трехмерное моделирование задач внешней и внутренней аэродинамики на подвижных расчетных сетках;

в области математических проблем механики и исследования космоса:

фундаментальные проблемы небесной механики, механики космических природных сред и астрономии;

математическое моделирование нестационарных явлений и процессов в астрофизике;

математическое моделирование взрывов сверхновых;

математическое моделирование аккреции вещества в звездных системах;

моделирование процесса образования и эволюции течений в аккреционных звездных дисках и атмосферах планет;

расчет нуклеосинтеза во Вселенной;

численное моделирование процессов образования звезд и планет;

моделирование сверхзвуковой сжимаемой МГД турбулентности в межзвездных облаках;

проведение расчетов развития солнечной конвекции с учетом переноса излучения, магнитного поля, вращения и модели турбулентности;

проектно-баллистические исследования и баллистико-навигационное обеспечение полетов космических аппаратов;

обработка изображений геофизических полей;

разработка математических моделей управления движением автономных аппаратов с использованием внешних геофизических полей;

исследование алгоритмов идентификации, управления движением и динамики малогабаритных спутников;

разработка математических моделей и алгоритмов для космической системы противодействия угрозам падения на землю астероидно-кометных тел с космическими аппаратами;

развитие работ по созданию автоматизированной системы предупреждения об опасных ситуациях в околоземном космическом пространстве;

усовершенствование существующих и разработка новых методов и алгоритмов определения орбиты по радионавигационным измерениям работающих спутниковых систем глонасс и GPS;

в области математического моделирования в задачах робототехники:

исследования методами математического моделирования научно-технических проблем алгоритмики и мехатроники робототехнических систем различного профиля применительно к решению прикладных задач в областях применения роботов;

исследование неголономных моделей динамики и управляемости движения полноприводных многоколесных движителей;

разработка математических моделей физического и конструктивного устройства электромеханических, гидравлических и пневматических приводных систем робота и исследования влияния их особенностей на алгоритмику систем управления;

исследование моделей новых видов рабочих органов робота;

разработка математических моделей физических процессов, протекающих в сенсорных средствах робототехники;

разработка математических моделей информационных и навигационных процессов в различных операционных средах задач робота;

разработка интеллектуальных методов автоматического управления функционированием робота;

разработка математических моделей радиосредств для дистанционного взаимодействия с роботом;

разработка модели человеко-машинного интерфейса в задачах автоматизированной обработки зрительных данных и измерений параметров образов объектов;

в области математического моделирования в задачах физики и химии:

создание физико-математических моделей сложных динамических систем;

разработка вычислительных моделей различных технологических процессов получения и обработки макрообразцов двумерных материалов;

разработка моделей процессов генерации, распространения и воздействия электромагнитных импульсов;

разработка моделей взаимодействия изотопов с конструкционными материалами;

анализ процессов инициирования и распространения детонации в трубах и каналах специальной геометрии;

проведение численных исследований процессов диспергирования и детонационного горения слоя реагирующей пыли в каналах и трубах;

математическое моделирование течений в дозвуковых частях многосопельных компоновок ракетных двигателей твердого топлива;

разработка на базе метода частиц численного алгоритма для моделирования самосогласованного электромагнитного поля с выделением фронта ионизации;

разработка физико-математической модели радиационного тока в диэлектриках с учетом зонной структуры электронных уровней;

разработка программных средств для построения энергетических и угловых распределений фотонов и электронов при их взаимодействии с веществом;

в области математических проблем ядерных энергетических установок:

разработка моделей индустриальных задач, в том числе моделей и алгоритмов для проектирования и оптимизации ядерно-технических устройств различного типа и назначения, моделей процессов генерации, распространения и воздействия электромагнитных импульсов на объекты и аппаратуру;

разработка моделей и алгоритмов для оптимизации параметров активной зоны быстрых реакторов;

решение задач маршрутизации перемещений в радиационно опасных зонах;

в области исследования операций:

разработка моделей управления в реальном времени выполнением ресурсоемких специальных заданий в условиях неопределенности; моделей многокритериального анализа живучести и уязвимости сетевых специализированных вычислительных систем в условиях целенаправленных разрушающих воздействий; моделей противоборствующих сторон, оперирующих в едином информационном поле, и анализ принципов ведения боевых действий;

формирование облика и прогнозирование состава комплекса технических средств для специальных вычислительных систем, предназначенных для решения в реальном времени оперативных ресурсоемких задач при наличии неконтролируемых факторов;

гарантированные оценки эффективности специализированных вычислительных комплексов в условиях антагонистического противостояния и изменяющегося целеполагания;

в области математического моделирования транспортных потоков:

изучение проблемы образования заторов в транспортном потоке;

исследование трех фаз транспортного потока (свободный поток, синхронизированный поток, широкодвижущиеся кластеры), фазового перехода в транспортном потоке, явления гистерезиса;

модели клеточных автоматов;

описание узких мест;

локальное по времени управление транспортными потоками (управление светофорной сигнализацией, въездами на крупные магистрали);

модели расчета матрицы корреспонденций (энтропийные модели, гравитационные модели, модели конкурирующих возможностей, объединенные модели) и распределения потоков;

модели равновесного распределения потоков;

поиск равновесий Нэша-Вардропа;

эффективные алгоритмы решений вариационных неравенств;

эволюционные игры;

планирование строительства дорог, оптимизация платы за проезд и распределения потоков;

фазовый переход в случайных графах;

исследование макрохарактеристик графов транспортных сетей (надежность, устойчивость, доступность);

сети массового обслуживания при термодинамическом предельном переходе;

составление расписания движения общественного транспорта;

транспортные задачи;

задачи составления расписаний;

приближенные вероятностные алгоритмы решения транспортных задач на графах;

в области математического моделирования социально-экономических процессов:

исследование математических проблем экономического равновесия;

моделирование структурных изменений в экономике;

исследование свойств гамильтоновых систем, возникающих в моделях экономической динамики, построенных на основе принципа рациональных ожиданий;

сложное поведение оптимальных траекторий;

методы построения исследования и использования прикладных стохастических макроэкономических моделей;

разработка моделей экономики и социальных процессов, в том числе моделей, описывающих эволюцию российской экономики, методов в задачах управления и принятия решений и использование их в приложениях;

разработка методов и построение моделей социально-экономических механизмов перераспределения благосостояния;

моделирование социальной динамики в условиях множественных равновесий;

разработка методов идентификации и управления социальными равновесиями в российском обществе;

разработка математического аппарата для сравнительного анализа классических и современных принципов оптимальности в теории игр и математической экономике;

применение этих результатов при создании экспертных систем высокого интеллектуального уровня и компьютерных систем поддержки принятия решений;

исследования социально-политических процессов, происходящих в отдельных регионах и группах населения, в целях управления риском социальных нестабильностей;

исследование задач оптимального управления с бесконечным горизонтом в приложении к моделям экономического роста;

разработка алгоритмов построения оптимальных траекторий в блочных моделях управляемых систем и эконометрическая калибровка на реальных данных по макроэкономическим показателям стран и регионов;

кооперативная и некооперативная теория динамических игр;

математические методы в задачах моделирования переговоров;

создание основ построения динамически устойчивых схем кооперативных соглашений;

в области математического моделирования в биологии и медицине:

разработка математических моделей биологических процессов и многомасштабных моделей сложных систем (иммунной, сердечнососудистой систем) в норме и при различных патологиях;

разработка моделей инфекционных процессов, биоимпедансной диагностики, энергетического гомеостаза, старения и канцерогенеза, эпидемиологии социально значимых инфекций, решение уравнений гемодинамики, решение прямых и обратных задач гибридного моделирования биологических процессов;

математическое моделирование процессов измерения внутриглазного давления для разработки новых технологий диагностики и создания инновационного поколения медицинских приборов;

развитие моделей зрительной биометрии для распознавания эмоционального состояния пациента;

использование моделей современной физиологии костно-мышечного аппарата человека в задачах распознавания, поиска и хранения информации в системе управления биомехатронного тренажера с компьютерными средствами мониторинга состояния здоровья пациента;

разработка моделей процессов энерго- и массообмена в составных средах и системах с фрактальной геометрией;

обработка микрочиповых данных и данных, получаемых с современных секвенаторов;

разработка алгоритмов для симулятора нейромышечной системы;

математический анализ структуры генетического кода;

исследование междисциплинарных моделей биологических систем и моделей информационно-сенсорного обеспечения биомехатронных средств интеллектуального управления устройствами для диагностики и лечения человека;

исследование моделей механики и алгоритмики биомехатронных тренажеров, создание методов построения систем управления и моделирования на основе физиологических знаний для междисциплинарных исследований процессов лечения больных с нарушениями двигательной активности;

разработка принципиально новых биомехатронных тренажерных методов генерации биологически активных структур спинного мозга на основе компьютерного моделирования процесса лечения параплегии;

выполнение исследований, направленных на создание элементной базы нового поколения для биомехатроники, механоэлектроники и биосенсорики

4. Высокопроизводительные вычисления

разработка алгоритмов для численного решения задач радиационной электронной эмиссии, самосогласованного электромагнитного поля, регистрации прошедшего через преграду излучения и переноса гамма- и рентгеновского излучения и электронов в многокомпонентных средах, выполнение предсказательного моделирования в различных прикладных областях на гетерогенной (гибридной) вычислительной технике;

разработка сверхмасштабируемых алгоритмов для решения задач многофазной многокомпонентной фильтрации, решения уравнения переноса, решения систем линейных и нелинейных уравнений;

развертывание распределенной вычислительной среды, предназначенной для создания в России распределенной вычислительной инфраструктуры на основе облачных сервисов для сверхпроизводительных вычислений, позволяющих использование гетерогенных суперкомпьютеров экзафлопсной производительности;

развитие методов эффективного использования экзафлопсных систем;

разработка безопасных сетевых технологий доступа к интегрированным информационно-вычислительным системам;

разработка алгоритмов оптимальной организации вычислений в ГРИД-сегментах;

разработка и реализация на вычислительных системах с параллельной архитектурой сетевых вычислительных моделей;

методическая, языковая и инструментальная поддержка разработки эффективных, масштабируемых, переносимых параллельных программ для высокопроизводительных гетерогенных вычислительных систем;

5. Теоретическая информатика и дискретная математика

в области анализа данных:

алгебраические методы синтеза алгоритмов интеллектуального анализа данных;

мультиалгоритмические композиции для решения задач распознавания, кластеризации, восстановления регрессии и прогнозирования;

вероятностные и комбинаторные оценки обобщающей способности методов обучения по прецедентам;

методы анализа и синтеза метрик в задачах интеллектуального анализа данных;

дискретные (логические) модели распознавания;

методы оптимизации сложности моделей данных;

статистические методы анализа текстов, тематического моделирования и коллаборативной фильтрации;

разработка и обоснование эффективных алгоритмов обучения распознаванию образов и восстановления эмпирических закономерностей с использованием перспективных подходов к комбинированию классификаторов и приложениями в области медицинской и экономической диагностики и прогнозирования;

разработка методов расшифровки, распознавания, хранения и поиска информации в современной биомедицине, молекулярной биологии, генетике;

в области математических методов поддержки принятия решений, искусственного интеллекта, нейронных сетей:

методы построения интегральных индикаторов и согласования экспертных оценок;

разработка методов анализа устойчивости многокритериального выбора к изменению параметров интервальной информации о важности критериев и их шкалах;

теоретическое обоснование классов корректных операций над алгоритмами, конструктивные квантовые сигма-пи нейронные сети, оптимизация функционалов качества алгоритмов;

разработка методов и программных средств построения интеллектуальных информационных систем для поддержки научной, производственной и образовательной деятельности на основе онтологического подхода;

разработка и экспериментальное исследование программных компонент, баз знаний и инструментальной среды для создания экспертных систем и систем поддержки принятия решений;

теоретические основы и информационные технологии структурно-функционального синтеза адаптивных и самоорганизующихся информационно-вычислительных систем и сетей на различных этапах жизненного цикла, управление модернизацией и функционированием катастрофоустойчивых систем;

в области обработки и анализа изображений и сигналов:

методы информационного поиска по содержанию в больших архивах изображений и видео;

разработка алгоритмов для распознавания изображений на мобильных платформах, в распределенных информационных системах, применение технологии "облачных вычислений" для анализа изображений;

исследование математических моделей обработки и распознавания изображений с учетом психофизиологии человеческого зрения;

разработка методов преобразования, анализа и структуризации данных, методов построения и анализа высокоскоростных кодов малой плотности проверки на четность и полярных кодов;

разработка алгоритмов и создание наукоемкого программного обеспечения для моделирования сложных систем, возникающих в задачах обработки сигналов и изображений;

разработка новых математических моделей и методов улучшения изображений в электронной томографии;

разработка математических методов и алгоритмов распознавания образов и восстановление зависимостей по некомплектным и зашумленным данным;

в области неклассических логик, нечетких множеств:

разработка гибридных нейронечетких моделей на основе параметрических Т-норм для систем поддержки принятия решений в социологии и экономике;

разработка искусственных иммунных систем для защиты компьютерных сетей с использованием детекторов на основе адаптивных нечетких регуляторов;

разработка адаптивных нечетких когнитивных карт на основе генетических алгоритмов для моделирования взаимодействия пользователей в социальных сетях;

разработка нейронечетких методов data mining для обработки экспериментальных данных при лечении онкологических заболеваний совместными методами СВЧ и ионизирующей радиации;

в области дискретной оптимизации:

комбинированные алгоритмы и гибридные схемы в дискретной оптимизации;

оценки эффективности последовательных и параллельных алгоритмов решения задач дискретной оптимизации;

линейная релаксация и жадные алгоритмы в дискретной оптимизации;

приближенные алгоритмы в дискретной оптимизации;

методы решения многомерных ранцевых задач;

разработка эффективных алгоритмов решения задач дискретной оптимизации для современных многоядерных систем с общей памятью;

параллельная реализация алгоритмов дискретной оптимизации на основе передачи сообщений;

решение задач дискретной оптимизации в ГРИД-среде;

исследование дискретных задач двухуровневого математического программирования;

разработка приближенных алгоритмов с оценками и метаэвристик для труднорешаемых задач дискретной оптимизации;

вопросы вычислительной сложности и аппроксимируемости задач комбинаторной оптимизации (обоснование труднорешаемости, описание полиномиально разрешимых подклассов, разработка и обоснование полиномиальных приближенных алгоритмов и схем, оценивание порогов эффективной аппроксимируемости);

в области теории сложности, теории кодирования, дискретного анализа:

исследования по теории алгоритмов, теории сложности вычислений и алгебраической сложности;

исследование проблем анализа, синтеза и вычисления количественных характеристик разнообразных дискретных структур, разработка и исследование алгоритмов анализа схем кодирования информации;

применение результатов при построении управляющих систем, создании методов анализа дискретных динамических систем, возникающих при исследовании генных сетей, при создании систем защиты информации;

в области комбинаторики, теории графов:

исследование алгебраических, геометрических и топологических свойств графов;

изучение различных видов графов и гиперграфов, их раскрасок, изучение связности графов и ориентированных графов, вложений графов;

комбинаторные задачи алгебры и геометрии;

исследование математических моделей, описывающих Интернет-сообщества с помощью теории графов и теории игр;

исследование асимптотических свойств случайных графов и их использование при моделировании сложных социальных сетей и сетей телекоммуникаций, лесных пожаров и банковских кризисов;

разработка моделей, алгоритмов и программ для решения задач оптимального управления параллельными динамическими структурами данных и рекомендаций для применения полученных результатов в многоядерных архитектурах и многопоточных параллельных программах;

в области синтеза, надежности, контроля и защиты дискретных систем обработки информации:

разработка моделей обработки информации, учитывающих шумовые и дезинформирующие воздействия на каналы связи;

изучение границ надежности, учитывающих неравномерность и неоднородность шумовых искажений исходного сигнала;

построение моделей дискретных каналов связи на базе словарных функций с учетом современной теории вычислительной сложности;

построение моделей помехоустойчивой обработки информации на базе самокорректирующихся схем из функциональных элементов

6. Системное программирование

в области параллельного и распределенного программирования:

исследование и разработка систем программирования для распределенных гетерогенных вычислительных систем экзафлопсного уровня, обеспечивающих высокий уровень продуктивности;

исследование и разработка системного программного обеспечения, обеспечивающего создание облачных сервисов различного уровня с использованием высокопроизводительных вычислений на основе технологий виртуализации;

средства массивно-параллельного программирования приложений, ориентированных на данные;

проблемы оптимизации управления потоками задач и ресурсами распределенных вычислительных систем;

в области разработки корректного программного обеспечения:

разработка методов построения программ и систем на основе моделей, методов анализа и верификации программ и систем;

развитие инфраструктуры построения корректных программ (средства интеграции техник и инструментов поддержки жизненного цикла, базовые средства анализа программ и моделей);

в области анализа и трансформации программ:

динамическая компиляция языков общего назначения;

отладка программных систем на основе детерминированного воспроизведения;

в области компьютерной безопасности:

статический и динамический анализ программ для поиска уязвимостей и критических дефектов;

методы разработки доверенных систем;

методы моделирования и оценки безопасности автоматизированных систем управления технологическими процессами (АСУТП);

анализ вычислительной сложности дискретных задач и трудоемкости алгоритмов;

формальные методы анализа компьютерных программ и протоколов;

разработка и анализ гомоморфных систем шифрования;

в области управления данными:

организация управления "большими данными" (big data);

методы обработки текстовых данных на основе семантики;

управление данными социальных сетей и их анализ;

управление данными для поддержки технологий комплексной инженерии (concurrent engineering)

7. Информационно-вычислительные системы и среды в науке и образовании

создание единой распределенной информационной системы науки, образования и инноваций (дата-центр);

исследования в области методологии и технологии создания фактографических систем, поддержки образовательной и научной деятельности;

разработка теоретических основ и информационных технологий для создания систем визуализации сложных графов, представляющих взаимосвязи в сетях и системах различной природы (научные и образовательные сети, единая информационная система науки, образования и инноваций);

разработка механизмов интеграции средствами электронной библиотеки "Научное наследие России" цифровых информационных ресурсов различного вида;

создание методов и интегрированной инфраструктуры взаимодействия научно-образовательных сетей;

создание методов и интегрированной инфраструктуры обмена метаданными для безопасной аутентификации и авторизации научно-образовательных сетей;

разработка методов извлечения знаний и данных из текстов, а также методов оценки и повышения качества извлеченной информации;

машинные эксперименты в области структурного анализа терминологий;

разработка электронного словаря по графам в информатике и электронной энциклопедии теоретико-графовых алгоритмов решения задач информатики и программирования;

разработка безопасных сетевых технологий доступа к интегрированным информационно-вычислительным системам;

разработка архитектур, системных решений и методов для создания вычислительных комплексов мультипетафлопсного диапазона производительности, в том числе нетрадиционных архитектур микропроцессоров;

развертывание распределенной вычислительной среды, предназначенной для создания в России распределенной вычислительной инфраструктуры на основе облачных сервисов для сверхпроизводительных вычислений;

развитие методов эффективного использования экзафлопсных систем;

создание базовых компонент для распределенной и гетерогенной вычислительной инфраструктуры;

разработка средств создания образовательных приложений для мобильных устройств и облачных вычислительных сред;

проектирование виртуальных лабораторий для развития исследовательской компетентности учащихся;

разработка информационных инструментов деятельности учащегося и учителя и адаптация профессиональных инструментов из различных областей;

проектирование информационных систем и инновационной деятельности в изучении и обучении математике на основе математического моделирования;

разработка информационно-образовательных сред, предназначенных для поддержки образовательного процесса и коммуникации его участников;

исследование процессов информатизации образования в условиях распространения и освоения информационно-образовательных сред;

разработка сред проведения государственной итоговой аттестации общего образования, соответствующих средам образовательного процесса

II. Физические науки

8. Актуальные проблемы физики конденсированных сред, в том числе квантовой макрофизики, мезоскопики, физики наноструктур, спинтроники, сверхпроводимости

общие вопросы физики конденсированных сред;

фундаментальные проблемы физики конденсированных сред, включая фазовые переходы, нелинейно-волновые свойства, кооперативные и критические явления в сильно коррелированных системах, в классических и квантовых макроскопических системах, в том числе в бозе-эйнштейновском конденсате, квантовом газе ферми-атомов;

фундаментальные проблемы фазовых превращений и релаксационных процессов в неупорядоченных конденсированных средах, в том числе в жидкостях и стеклах, и изучение структурных и динамических аспектов их затвердевания;

влияние экстремальных условий:

сверхнизких температур, сверхсильных магнитных полей, сверхвысоких давлений;

проблема сверхпроводимости при комнатной температуре;

исследования железосодержащих сверхпроводников ("пниктидов");

проблемы повышения критических параметров в сверхпроводящих композитных наноструктурах и джозефсоновских сетях;

исследование возможности реализации зарядовых и спиновых топологических изоляторов, топологических сверхпроводников, метаматериалов, изучение их свойств и практическое использование;

исследования физико-химических процессов, электронной, атомной и магнитной структуры на поверхности и границах раздела конденсированных сред;

изучение квантовых мезоскопических явлений в конденсированных средах, включая твердый гелий и сверхтекучий гелий 3Не;

экспериментальные и теоретические исследования макромолекул, полимеров и биоструктур (аминокислот, биополимеров, нейронных и генных сетей), их спонтанных и индуцированных трансформаций;

микро- и нанофлюидика, гидродинамика сложных ионных и биологических молекул в растворах;

исследования активированных диэлектрических кристаллов, нанокристаллов и стекол;

в области магнитных явлений и спинтроники:

поиск новых спинзависящих электронных эффектов и явлений;

исследование спинволновых возбуждений и спинзависимых транспортных явлений, состояния "спиновой жидкости" в низкоразмерных спиновых системах;

исследование возможностей управления магнитными свойствами полупроводниковых и ферромагнитных наноструктур и мультиферроиков электрическим полем, оптическими и акустическими импульсами;

фундаментальные проблемы спинтроники на основе полупроводниковых, сверхпроводящих, ферромагнитных, мультиферроидных и органических материалов, включая гибридные и мезоскопические структуры;

изучение быстропротекающих процессов в магнитных средах и структурах с резонансным усилением оптических и магнитооптических эффектов;

изучение искусственных многослойных магнитных пленок и массивов магнитных мезочастиц в целях поиска магнитных и спиновых систем для датчиков считывания и записи информации, управления магнитным состоянием микрообъектов с помощью электрического тока;

развитие методов сканирующей зондовой литографии для создания магнитных наноструктур;

проблемы спинового и молекулярного магнетизма;

разработка технологии молекулярно-пучковой эпитаксии гетеровалентных структур с разбавленными магнитными полупроводниками с повышенной температурой Кюри (технология, исследование спиновой динамики, применимости в качестве элементов энергонезависимой магнитной памяти);

развитие технологии и исследование магнитных свойств наноструктур и наночастиц на основе ферромагнитных материалов для создания элементов памяти со сверхвысокой плотностью информации;

в области физики низкоразмерных систем:

изучение электронных и дырочных состояний, электронного транспорта в квантово-размерных гетероструктурах (включая структуры на основе алмаза и алмазоподобных полупроводников и одноэлектронные структуры), структурах атомного масштаба и транспорта в топологически нетривиальных низкоразмерных системах и графене;

исследование классических и квантовых электронных фазовых переходов в низкоразмерных структурах;

исследование квазиодномерных полупроводников с низкой концентрацией электронов и структурного упорядочения в этих материалах;

выяснение предельных частот генерации и детектирования излучения гигагерцового диапазона с использованием волны зарядовой плотности в квазиодномерных структурах;

исследование плазменных и магнитоплазменных возбуждений, фононных спектров, плазмонных свойств полупроводниковых, металлических и графеновых наноструктур;

исследование возможности создания функциональных элементов плазмонной наноэлектроники и нанофотоники для оптического и терагерцового диапазонов;

разработка физических принципов работы и технологий получения интегральных наноструктур и элементов сверхпроводниковой наноэлектроники с рабочими частотами до 1 ТГц;

разработка принципов и устройств квантового кодирования информации, поиск путей реализации твердотельных и иных вариантов квантового компьютера;

в области полупроводниковой гетероструктурной оптоэлектроники:

теоретические и экспериментальные исследования инжекционных и каскадных лазеров на основе квантовых ям и квантовых точек, включая вертикально излучающие;

разработка физических основ и технологии полупроводниковых источников излучения с предельными параметрами мощности, энергии, яркости, спектральной плотности, сверхкороткой длительности и освоение новых диапазонов длин волн;

физические и технологические принципы управления когерентными оптическими потоками в инжекционных и других полупроводниковых лазерах;

разработка оптоэлектронных приборов (светодиодов, лазеров, фотоприемников) на основе наноструктур с квантовыми точками в активных областях;

разработка физических основ и технологий нанооптоэлектроники на основе кремния;

развитие технологий молекулярно-пучковой эпитаксии и газовой эпитаксии из металлоорганических соединений;

разработка технологического оборудования для МОС-гидридной МБЕ-эпитаксии в целях формирования "безинтерфейсных" многослойных наноструктур, в том числе сверхрешеток;

развитие методов компенсации упругих напряжений с использованием переменно-напряженных наногетероструктур для создания высокоэффективных гетероструктурных излучателей и фотопреобразователей с предельно малой плотностью дефектов;

разработка и изготовление оптоэлектронных элементов ("чипов");

получение тройных и четверных нитридных полупроводниковых соединений и исследование их свойств;

разработка научных основ и технологии синтеза наногетероструктур на основе узкозонных соединений кадмий-ртуть-теллур методом молекулярно-пучковой эпитаксии для инфракрасных фотоприемников нового поколения, высокоэффективных полупроводниковых излучателей света инфракрасного диапазона;

создание фундаментальных основ устройств оптической информатики на базе полупроводниковой нанофотоники и метаматериалов;

создание трехмерной наноэлектроники с использованием элементов опто- и акустоэлектроники;

создание элементной базы для экологического мониторинга окружающей среды и медицинской диагностики человека на основе наногетероструктурных оптопар в средней ИК-области;

повышение эффективности фотоэлектрического преобразования солнечного и мощного лазерного излучения;

разработка и создание конкурентоспособных солнечных фотоэнергосистем с концентраторами солнечного излучения и устройствами слежения за Солнцем;

разработка технологий светодиодных источников света в спектральном диапазоне от среднего ИК до глубокого УФ на основе полупроводниковых наногетероструктур;

зонная инженерия, инженерия дефектов и примесей в технологии светоизлучающих структур на основе кремния и германия для оптоэлектроники;

исследование нелинейных процессов для генерации сверхкоротких импульсов мощными полупроводниковыми лазерами и суперлюминесцентными диодами;

в области методов исследования конденсированных сред:

развитие методов и аппаратуры оптической и электронной радиоспектроскопии;

ядерно-резонансные и синхротронные методы исследования полупроводников, моттовских диэлектриков, мультиферроиков, высокотемпературных сверхпроводников и магнитных наноструктур;

разработка приборной базы спектроскопии магнитных резонансов;

разработка высокочувствительных магнитометрических методов исследования магнитных наноматериалов и метаматериалов;

взаимодействие когерентных импульсов рентгеновского излучения с веществом и ультрабыстрая когерентная дифракционная визуализация отдельных частиц, кластеров и биомолекул, вирусов и клеток;

рентгеновская резонансная микроскопия сверхвысокого пространственного разрешения;

использование методов физики и техники высоких давлений для исследования и моделирования явлений, происходящих в глубинных зонах Земли и планет, разработка аппаратуры высоких статических давлений мегабарного диапазона

9. Физическое материаловедение: новые материалы и структуры, в том числе фуллерены, нанотрубки, графены, другие наноматериалы, а также метаматериалы

в области физико-химических основ технологий новых функциональных материалов:

разработка принципов создания материалов с многоуровневой (нано-микро-мезо-макро) структурой;

разработка принципов создания новых функциональных сред на основе метаматериалов и фотонных кристаллов, включая гибридные пленочные структуры, опал-халькогенидные полупроводниковые сплавы;

разработка технологии синтеза метаматериалов;

разработка методов электрического, магнитного и оптического управления характеристиками этих материалов и структур на их основе;

исследование конденсированных сред в неавтономном состоянии для различных применений;

разработка технологий получения перспективных порошковых материалов на основе механохимического синтеза, интенсивной пластической деформации, самораспространяющегося высокотемпературного синтеза и синтеза из аморфного состояния;

разработка композитных материалов и структур и приборов на их основе;

разработка физико-химических основ получения оксидных и углерод-оксидных наноструктур - функциональных материалов для технологий электроники, химии и энергетики;

разработка технологии газофазной эпитаксии из металлоорганических соединений для выращивания пленок металлов и диэлектриков;

исследование интегрированных с неохлаждаемыми микроболометрическими приемниками высокоэффективных поглотителей терагерцового излучения на основе метаматериалов и высокоимпедансных поверхностей;

разработка физических основ технологии и исследование материалов с высокой диэлектрической проницаемостью, сегнетоэлектриков и мультиферроиков с сильной магнитоэлектрической связью, функциональных материалов и структур интегрированных устройств оксидной электроники и элементов энергонезависимой, в том числе резистивной, памяти;

исследование свойств и развитие технологий широкозонных полупроводников и сверхрешеток на их основе как элементной базы генераторов и сверхбыстрых приемников терагерцового излучения;

создание эффективных тензочувствительных материалов с редкоземельными элементами и датчиков механических величин на их основе;

разработка планарной технологии изготовления элементов микроэлектромеханических систем;

разработка физико-химических методов получения функциональных материалов с использованием нанопористых диэлектрических матриц для применений в электронике и химии;

исследование жидкокристаллических материалов с нано- и мезоструктурным упорядочением и композитных материалов на основе жидких кристаллов и наночастиц;

исследование кристаллических, нанокристаллических и стеклообразных материалов для устройств квантовой обработки и передачи информации, в том числе полых микроструктурированных волоконных световодов;

разработка логических устройств и систем памяти на сверхпроводящих джозефсоновских сетках;

разработка технологии и исследование наногетероструктур на основе полупроводниковых нитевидных кристаллов;

разработка физико-химических методов модификации поверхности детонационных наноалмазов и формирования монодисперсных частиц наноалмазов в различных матрицах для применения в технике и медицине;

газоразрядный синтез и исследование свойств пленок, кристаллов и наночастиц алмаза;

развитие технологий синтеза углеродных материалов, включая графен и его производные;

исследование графеновых нанокластеров и композитов;

изучение дефектообразования в наноалмазах и графене;

создание высокоскоростной "углеродной" электроники на основе графена и нанотрубок;

получение и исследование наночастиц, капсулированных в матрицы и оболочки, в том числе синтетических и биополимеров;

разработка технологий и оборудования для конструирования на атомном уровне функциональных элементов на поверхности твердого тела, включая зондовые методы создания углеродных наноструктур и элементов оптики на их основе;

разработка технологий и исследование свойств наноструктурированных энергоемких материалов и композитов на их основе;

синтез сверхтвердых, сверхпроводящих, магнитных и энергоемких материалов на основе модификаций высокого давления;

наноструктурированные материалы, полученные в экстремальных условиях из углеродных и углеродсодержащих модификаций;

синтез материалов в условиях космической микрогравитации;

развитие электрофизических методов создания функциональных слоев и покрытий;

разработка новых композиционных конструкционных материалов и материалов со специальными физическими свойствами на основе систем "металл-металл, металл-керамика, керамика-керамика" в наноструктурированном состоянии;

теоретическое моделирование процессов зародышеобразования и роста, структуры и свойств неорганических, органических и биологических материалов - мультиферроиков, композитных материалов, наноструктурированных пленок;

в области физики и технологии новых функциональных материалов для эффективного преобразования энергии:

разработка технологии эффективного фотоэлектрического преобразования солнечного излучения в тонкопленочных солнечных элементах на основе аморфного и микрокристаллического кремния;

использование эффектов самоорганизации и "инженерии дефектов" для создания эффективных солнечных элементов на основе широкодоступных полупроводниковых материалов;

повышение эффективности солнечных элементов на основе многослойных молекулярных гетероструктур и композитных структур полимер-неорганических наночастиц;

исследование физико-химических проблем эффективного преобразования энергии в водородных топливных элементах;

разработка электрохимических генераторов большой мощности на основе твердооксидных топливных элементов и разработка технологий портативных источников тока на топливных элементах с твердополимерной мембраной;

повышение эффективности аккумулирования электрической энергии путем использования новых наноструктурированных, наногибридных и композиционных электродных материалов для суперконденсаторов и литий-ионных аккумуляторов;

разработка физических основ и технологии создания новых высокоэффективных, экологически безопасных термоэлектрических генераторов с рекордным коэффициентом полезного действия;

разработка широкозонных полупроводниковых материалов для эффективного преобразования энергии и приборов на их основе;

физические исследования прочности материалов;

исследование элементарных процессов разрушения и пластической деформации материалов, разработка методов прогнозирования и увеличения долговечности материалов и конструкций;

решение фундаментальных проблем физики и химии механоактивированных наноструктурированных и нанокомпозиционных материалов, полученных при механоактивации и интенсивной пластической деформации (механоактивированных наноразмерных молекулярных кристаллов);

создание прочных, жестких, трещиностойких, износостойких, жаропрочных, криостойких, жаростойких материалов, в том числе композитных, на основе высокопрочных армирующих компонентов (оксидных и других волокон, нанотрубок) и металлических, интерметаллидных и керамических матриц для применения в несущих конструкциях и энергетических установках космической, авиационной техники и машиностроении;

повышение динамической прочности материалов и разработка технологий легкой прозрачной брони;

в области физико-химических основ нанотехнологий:

разработка технологии и технологического оборудования для проекционной нанолитографии с пространственным разрешением 10 - 20 нанометров;

разработка принципов низкотемпературной плазмохимической эпитаксии и синтеза кремниевых нанокластеров и нановолокон;

развитие плазменных технологий осаждения алмазных пленок и разработка приборов на их основе;

разработка технологии непрерывной массовой штамповой импринт-нанолитографии;

разработка технологий трехмерной нанолитографии;

разработка технологии создания больших массивов наноструктур методами атомной оптики;

развитие физических основ нанодиагностики материалов и структур;

разработка фундаментальных основ комплексной нанодиагностики материалов и структур;

развитие высокоразрешающих методов анализа (рентгеновского и синхротронного рассеяния и дифракции, рентгеновской микроскопии, электронно- и ионно-зондовых методов, рассеяния нейтронов, туннельной и силовой атомной микроскопии);

исследование процессов диффузии, сегрегации, природы дефектообразования поверхностей и интерфейсов, элементного и химического состава, кристаллической структуры;

развитие оптических методов исследования, диагностики и характеризации материалов и наноструктур, включая методы с использованием органических молекул, полупроводниковых квантовых точек и диэлектрических наночастиц для люминесцентных зондов;

развитие диагностики конденсированных сред на основе методов физики атомных столкновений;

фотоиндуцированная пространственно-временная токовая спектроскопия широкозонных полупроводников, полимеров и наноструктурированных материалов;

исследования акустоэлектронных и акустооптических взаимодействий в наноструктурированных системах, развитие акустических методов изучения элементарных возбуждений в конденсированных средах;

диагностика полупроводниковых структур и нанокомпозитов при внешних воздействиях (сильные магнитные поля, высокие давления, оптическое возбуждение);

разработка методов диагностики технологических процессов на основе низкокогерентной интерферометрии

10. Актуальные проблемы оптики и лазерной физики, в том числе достижение предельных концентраций мощности и энергии во времени, пространстве и спектральном диапазоне, освоение новых диапазонов спектра, спектроскопия сверхвысокого разрешения и стандарты частоты, прецизионные оптические измерения, проблемы квантовой и атомной оптики, взаимодействие излучения с веществом

достижение теоретически возможных концентраций энергии во времени, пространстве в различных спектральных диапазонах;

освоение новых диапазонов спектра;

развитие методов управления пучками коротковолнового, экстремального ультрафиолетового и мягкого рентгеновского излучений;

выяснение особенностей переноса и трансформации энергии, в том числе в периодических структурах и нанообъектах люминесцентными методами;

развитие методов оптической диагностики и характеризации наноструктур, нанообъектов и наноматериалов;

развитие методов выращивания, обработки и характеризации нелинейных кристаллов и лазерной керамики;

развитие фемтосекундной и аттосекундной оптики;

организация управления динамическими процессами в физических, химических и биологических системах с помощью лазерных источников, включая волоконные, в том числе со сверхкороткими длительностями импульсов;

развитие методов когерентного суммирования пучков мощных многоканальных лазерных систем с использованием эффектов нелинейного взаимодействия световых волн и обращения волнового фронта;

развитие методов адаптивного самонаведения лазерного излучения в системах передачи энергии и локации;

практическое освоение лазерной физики высоких энергий, в том числе физики сверхсильных оптических полей мульти-петаваттного уровня мощности и с интенсивностями на уровне 10²³ Вт/см2 в интересах фундаментальных и прикладных исследований экстремального состояния вещества;

использование таких источников для инициирования и лабораторного моделирования процессов, развивающихся в ядерных и термоядерных реакциях, создания компактных источников высокоэнергичных заряженных частиц и коротковолнового вакуумного ультрафиолетового и мягкого рентгеновского излучений;

создание источников оптического излучения когерентной и некогерентной природы различного спектрального диапазона, основанных на взаимодействии пучков энергетических частиц с газовыми и твердотельными средами;

разработка и создание источников экстремального ультрафиолетового излучения для проекционной нанолитографии нового поколения;

разработка нового класса интегрально-оптических устройств с оперативным управлением спектральной передаточной характеристикой для систем оптической связи и метрологии;

в телекоммуникационном диапазоне длин волн обеспечение стабильности частоты порядка 10^-17 для передачи информации с плотностью на уровне 10¹⁴ бит/с по оптоволоконным каналам связи;

повышение точности и стабильности стандартов частоты обеспечивается с помощью использования ионных ловушек, оптических решеток и низкоскоростных пучков ультрахолодных атомов;

развитие методов управления пространственной структурой оптических полей и их взаимодействие с микрообъектами и наночастицами;

развитие методов видения в оптически мутных средах для диагностических применений в технологиях, биологии и медицине;

развитие методов пленения и охлаждения вещества, достижения сверхнизких температур;

создание высокоэффективных узкополосных оптических усилителей для приема сверхслабых сигналов, а также тепловизионных приемников;

создание высокочувствительных оптических методов обнаружения и исследования гравитационных волн, прецизионной проверки изотропии скорости света, а также прецизионного измерения фундаментальных физических констант;

разработка методов создания запутанных фотонных состояний для квантовых компьютеров, квантовой телепортации, квантовой когерентной томографии и релятивистской квантовой коммуникации

11. Фундаментальные основы лазерных технологий, включая обработку и модификацию материалов, оптическую информатику, связь, навигацию и медицину

создание и развитие методов лазерного контроля и управления химическими реакциями и разработка новых технологических процессов на этой основе;

развитие лазерного плазмохимического синтеза композитных наноматериалов для создания сверхтвердых покрытий и углеродных наноструктур на металлах и других конструкционных материалах, необходимых для развития машиностроения, микроэлектроники, энергетики и авиационно-космической промышленности;

развитие методов лазерной модификации органических и неорганических сред;

создание основ проектирования сосредоточенных и распределенных волоконно-оптических датчиков физических величин с заданными параметрами;

создание высокоскоростных систем волоконно-оптической связи и оптических носителей информации, развитие квантовой криптографии;

разработка магнитометров с лазерной накачкой;

разработка компактных оптических стандартов частоты для систем глобальной и космической навигации, связи;

разработка систем проекционного цветного телевидения и создание опытных образцов телевизоров на основе светодиодных источников белого света и инжекционных полупроводниковых лазеров;

развитие голографических и оптоэлектронных принципов регистрации, обработки и визуализации информации, разработка голографических экранов, динамических переключателей, оптоэлектронных приборов для регистрации и обработки оптической информации;

развитие технологий и устройств для трехмерной записи и визуализации объектов, обработки и хранения информации - голографических, опто- и акустоэлектронных;

развитие и создание новых сверхчувствительных методов лазерной спектроскопии для обнаружения и анализа органических и биоорганических соединений (взрывчатых веществ, наркотических и лекарственных препаратов);

разработка методов генерации амплитудно-модулированных лазерных импульсов с высокими пиковыми мощностями для создания протяженных ионизованных каналов в атмосфере в целях управления высоковольтными разрядами, для направленной передачи СВЧ-излучения, транспортировки энергии лазерного излучения на протяженных атмосферных трассах;

развитие технологий лазерной микро- и нанообработки материалов, в том числе при сверхвысоких (более 1 МГц) частотах следования импульсов излучения;

создание нанолитографических устройств и элементной базы, разработка элементов атомной оптики на основе наноструктур, статических магнитных и электрических полей и лазерного излучения;

создание и развитие методов лазерной спектроскопии высокого и сверхвысокого разрешения (спектрального, пространственного, временного, фотометрического) и их приложений для разделения изотопов в нанофотонике, фемтооптике, фотохимии, фотобиологии, аналитической химии, нанотехнологиях, информационных технологиях;

в области лазерной медицины:

разработка новых лазерных медицинских технологий лечения и новых образцов лазерной медицинской техники на основе исследований процессов и механизмов взаимодействия лазерного излучения с биологическими тканями, ряда лазерных приборов и устройств для диагностики и терапии;

разработка оптической томографии биотканей, позволяющей неинвазивным образом диагностировать их структуру и функциональные характеристики на клеточном уровне;

разработка методов лазерного воздействия, оптической диагностики и оптического микроскопического контроля биообъектов, в том числе на клеточном уровне;

конструирование наночастиц и структур на их основе для адресной оптической диагностики и лазерной терапии различных заболеваний;

развитие малоинвазивных комплексных методов оптической диагностики и навигации для проведения операций с использованием волоконно-оптических систем;

применение ультрапрецизионной низкокогерентной микроскопии и магнитных наномаркеров для мониторинга и высокочувствительной регистрации молекулярных реакций для экологии и медицины

12. Современные проблемы радиофизики и акустики, в том числе фундаментальные основы радиофизических и акустических методов связи, локации и диагностики, изучение нелинейных волновых явлений

разработка новых методов генерации и приема излучения различной физической природы и спектральных диапазонов для диагностики окружающей среды, включая литосферу, атмосферу, ионосферу и магнитосферу, и активного воздействия на нее;

разработка новых методов компрессии электромагнитного излучения для использования в высокочастотных ускорителях нового поколения, новых радарных системах и получения мультигигаваттных импульсов для физических экспериментов;

создание сверхширокополосной радиолокации высокого разрешения в миллиметровом и терагерцовом диапазонах;

разработка новых методов генерации и приема когерентного и широкополосного излучения микроволнового и терагерцового диапазонов, томография в ТГц диапазоне;

развитие методов сверхширокополосной радиолокации высокого разрешения в дециметровом и метровом диапазонах длин волн;

создание новых чувствительных элементов суб- и ТГц диапазона и построение планарных двумерных приемных матриц на их основе;

разработка и построение макета системы терагерцового радиовидения в реальном масштабе времени;

разработка активных и пассивных методов диагностики малых газовых составляющих и подстилающей поверхности в миллиметровом и субмиллиметровом диапазонах;

создание спектроскопии высокого разрешения в диапазоне электромагнитных волн от микроволнового до ближнего инфракрасного;

разработка новых методов и средств медицинской физики, основанных на магнитной радиоспектроскопии;

исследование и моделирование нелинейных волновых процессов в средах различной физической природы;

разработка нелинейно-динамических методов анализа и прогноза эволюции сложных систем с приложениями к климатическим, атмосферно-океаническим, геофизическим процессам и биологическим объектам, нелинейная динамика квантовых жидкостей при сверхнизких температурах;

развитие новых методов радиофизики и нелинейной динамики, в том числе для моделирования и исследования работы мозга и нейроподобных структур;

создание физических основ нейроморфного интеллекта;

разработка новых подходов к диагностике, прогнозированию и управлению явлениями окружающей среды на основе методов нелинейной динамики, исследование и моделирование сильно нелинейных природных явлений катастрофического характера;

развитие новых методов акустической диагностики для биомедицинских исследований и систем неразрушающего контроля и дефектоскопии;

разработка физических основ и новых средств низкочастотной акустической диагностики высокого разрешения толщи океана и пород океанического дна, в том числе в шельфовых зонах;

разработка методов когерентной сейсмоакустики и реализация сейсмоакустического мониторинга геодинамических процессов в сейсмоопасных зонах;

развитие радиофизических методов и средств исследования динамики океана и атмосферы, в том числе механизмов погодно-климатических явлений;

разработка физических основ и технических средств для акустического мониторинга объемных и поверхностных неоднородностей в океане;

разработка статистических методов синтеза характеристик направленности движущихся приемных пространственно-распределенных систем для локализации источников различной физической природы - от гидроакустики до радиоастрономии;

численное и физическое моделирование процессов генерации и распространения акустических волн в пространственно-неоднородных упругих и упругопластических средах;

развитие новых методов исследования динамических сетей;

создание больших многолучевых электронно-управляемых антенных решеток;

разработка радиофизических методов исследования волновых процессов для изучения влияния атмосферных волн на динамическое взаимодействие системы "стратосфера-тропосфера" и определения их роли в формировании теплового режима, динамики и климата;

развитие радиофизических методов для глобального изучения радиоклимата и условий радиосвязи в атмосфере Земли с помощью высокостабильных радиосигналов спутников навигационных систем (ГЛОНАСС, GPS, GALILEO и других);

разработка радиофизических методов исследования слоистых структур в атмосфере и ионосфере и их связи с солнечной активностью с помощью методов спутниковой радиоголографии;

развитие методов обращения волнового фронта для радиовидения околоземного пространства и земной поверхности;

развитие высокоточных радиофизических и радиоголографических методов для исследования трехмерной структуры атмосферы, ионосферы и земной поверхности в глобальном масштабе с помощью сигналов спутниковых навигационных систем;

изучение эффектов дифракции, рефракции, поглощения, волноводного распространения, рассеяния, а также отражения радиоволн от поверхности Земли и подповерхностной структуры грунта с помощью радиополей, создаваемых источниками искусственного и естественного происхождения

13. Фундаментальные проблемы физической электроники, в том числе разработка методов генерации, приема и преобразования электромагнитных волн с помощью твердотельных и вакуумных устройств, акустоэлектроника, релятивистская СВЧ-электроника больших мощностей, физика мощных пучков заряженных частиц

реализация методов вакуумной электроники для генерации больших мощностей, необходимых в радиолокации, физике плазмы, ядерной физике и промышленных технологиях новых материалов;

разработка гиротронов мегаваттного уровня мощности для нагрева плазмы в установках управляемого термоядерного синтеза;

разработка мощных гирорезонансных усилителей (гироклистронов и гироламп бегущей волны) с широким диапазоном перестройки частоты;

разработка систем генерации коротких сверхмощных импульсов электромагнитного излучения для радиолокации сверхвысокого разрешения и для применения в линейных электрон-позитронных ускорителях нового поколения;

разработка систем пассивной и активной компрессии импульсов мощного микроволнового излучения;

исследование эффектов сверхизлучения нано- и пикосекундных электронных пучков, создание малогабаритных субнаносекундных генераторов нового поколения;

создание систем управления и коммутации мощных квазиоптических потоков электромагнитного излучения;

исследование возможности нелинейной хаотизации колебаний в твердотельных диодных генераторах и создания на основе этого явления малогабаритных широкополосных генераторов шума терагерцового диапазона частот для радиовидения и шумовой радиолокации высокого разрешения;

создание новых полупроводниковых приборов для генерации сверхмощных коротких электрических импульсов для систем сверхширокополосной радиолокации, электромагнитного противодействия, управляемого термоядерного синтеза и импульсных промышленных технологий;

разработка мощных приборов миллиметрового диапазона на основе эпитаксиальных нитридных структур;

разработка технологии изготовления новых чувствительных элементов ТГц диапазона;

разработка методов создания когерентных источников в субмиллиметровом и терагерцовом диапазонах на основе достижений вакуумной и твердотельной электроники, создание элементной базы терагерцового диапазона;

разработка физических принципов и технологий приборов силовой микроэлектроники для высокоэффективного преобразования больших электрических мощностей;

разработка технологий экстремальной электроники на основе карбида кремния и других широкозонных материалов;

создание малошумящих усилителей и счетчиков фотонов в миллиметровом, субмиллиметровом и инфракрасном диапазонах;

разработка и создание интегральных приемников субмиллиметрового диапазона;

разработка систем радиовидения в миллиметровом диапазоне длин волн;

создание когерентных и широкополосных матричных систем получения изображений в субмиллиметровом диапазоне, томография в терагерцовом диапазоне

14. Современные проблемы физики плазмы, включая физику высокотемпературной плазмы и управляемого термоядерного синтеза, физику астрофизической плазмы, физику низкотемпературной плазмы и основы ее применения в технологических процессах

участие России в программе Международного экспериментального токамака-реактора (ИТЭР) - разработка методов нагрева, генерации стационарного тока и диагностики высокотемпературной плазмы;

разработка альтернативных систем управляемого термоядерного синтеза с магнитным удержанием (сферические токамаки, токамаки с сильным полем, стеллараторы, прямые магнитные ловушки);

разработка плазменных источников нейтральных атомных пучков с большими энергиями и токами;

исследование атомных столкновений в газе и плазме, корпускулярная диагностика термоядерной плазмы и исследование взаимодействия горячей плазмы со стенками;

исследование взаимодействия ионов, электронов и синхротронного излучения с поверхностью;

разработка высокочувствительных масс-спектрометрических методов анализа;

разработка нейтронных источников на основе плазменных систем с магнитным удержанием;

разработка перспективных схем гибридных реакторов;

эксперименты по инерционному термоядерному синтезу, создание эффективных термоядерных мишеней;

исследование плазменных процессов в геофизике, в том числе с помощью активных спутниковых экспериментов;

экспериментальные исследования и теоретическая интерпретация физических процессов вблизи околопланетных плазменных границ;

исследование атмосферного электричества и разработка методов управления его характеристиками;

разработка методов диагностики воздействия высокоэнергичных геофизических процессов на ионосферу, исследования влияния высотных электрических разрядов (спрайтов, эльфов) на ионосферу, генерации тепловых структур в запыленной плазме нижней ионосферы, воздействия атмосферной волновой динамики на ионосферу;

интерпретация наблюдаемых спектральных и временных особенностей излучения космических источников, диагностика физических условий в окрестности компактных объектов, анализ кинетических процессов в плазме релятивистских джетов и ударных волн, построение моделей аккреционных дисков, источников гамма-всплесков, микроквазаров и активных ядер галактик;

разработка и создание источников плазмы и заряженных частиц с заданными физическими свойствами;

лазерно-плазменные методы генерации ускоренных частиц с рекордными градиентами;

развитие физических принципов и методов создания импульсной и квазистационарной неравновесной низкотемпературной плазмы разрядов высокого давления с большим удельным вкладом энергии на единицу массы газа;

исследование плазменных микрополей и элементарных процессов в их присутствии, исследование динамики низкотемпературной плазмы в условиях интенсивной эмиссии заряженных частиц из плазмы и транспортировки сильноточных пучков через плазму;

разработка плазменных технологий для создания новых, в том числе композиционных и наноструктурированных, материалов с заданными физико-химическими свойствами;

исследование процессов самоорганизации и свойств упорядоченных структур в низкотемпературной и сверххолодной плазме, в том числе пылевой;

исследование импульсных разрядов в плазме щелочных металлов, вакуумных дуг и относящихся к ним катодных явлений;

физическая плазмогазодинамика и кинетика гомогенных и гетерогенных сред

15. Современные проблемы ядерной физики, в том числе физики элементарных частиц и фундаментальных взаимодействий, включая физику нейтрино и астрофизические и космологические аспекты, а также физики атомного ядра, физики ускорителей заряженных частиц и детекторов, создание интенсивных источников нейтронов, мюонов, синхротронного излучения и их применения в науке, технологиях и медицине

развитие квантовой теории поля и теории суперструн, в том числе направлений, связанных с исследованием режима сильной связи, прецизионным теоретическим анализом процессов в физике элементарных частиц, описанием сверхплотной кварк-глюонной среды, изучением физических процессов в ранней и современной Вселенной;

развитие теории сильных взаимодействий - квантовой хромодинамики - в применении к новым типам процессов, в том числе при высоких энергиях;

реализация задач ядерной физики в экспериментах с ультрахолодным атомным газом, включая задачи о сильно взаимодействующей ферми- и бозе-материи, мезоскопической ядерной сверхтекучести, ефимовских состояниях и фундаментальных пределах вязкости;

развитие подходов к созданию квантовой теории гравитации, исследование фундаментальных свойств физического пространства-времени на предельно малых и предельно больших расстояниях, поиск пределов справедливости теории относительности и проявлений возможного существования дополнительных измерений пространства;

развитие теории полей высших спинов и теории черных дыр;

развитие конформной теории поля и теории интегрируемых систем;

теоретическое исследование квантовых эффектов в сильных полях и в экстремальных состояниях вещества;

теоретические исследования проблемы происхождения "темной энергии" и ускоренного расширения поздней Вселенной, проблемы барионной асимметрии Вселенной и механизмов ее генерации в процессе эволюции, проблемы природы темной материи во Вселенной;

поиск и исследование новых физических явлений в области энергий до нескольких ТэВ, новых элементарных частиц и фундаментальных взаимодействий в экспериментах на Большом адронном коллайдере;

построение на этой основе теории, существенно расширяющей современную теорию элементарных частиц;

развитие глобального проекта "Международный линейный e+e-коллайдер";

подготовка к прецизионному исследованию новых частиц и взаимодействий в области энергий 500 ГэВ - 1 ТэВ;

поиск и исследование редких процессов с участием элементарных частиц на протонных и вторичных (пионных, каонных, мюонных) пучках высокой интенсивности в целях открытия новых явлений, происходящих на сверхмалых расстояниях;

поиск проявлений новых частиц и новых фундаментальных взаимодействий, изучение процессов с участием элементарных частиц в прецизионных экспериментах на установках со встречными e+e-пучками с высокой светимостью;

создание новых и развитие существующих методов регистрации частиц и излучений для будущих экспериментов в области физики элементарных частиц;

проблема стабильности вещества, осуществление прямого поиска распада протона на необходимом уровне чувствительности;

экспериментальный поиск гравитационного излучения космического происхождения, создание прототипов детекторов гравитационных волн;

искусственный синтез и исследование свойств новых сверхтяжелых химических элементов;

исследование острова стабильности сверхтяжелых элементов;

исследование механизмов образования и распада сверхплотной ядерной материи в столкновениях релятивистских ионов, изучение свойств адронов, кварков и глюонов и сверхплотной ядерной среды;

исследование свойств изотопов вблизи границ существования ядерной материи методами лазерно-ядерной спектроскопии;

прецизионное исследование электромагнитных взаимодействий нуклонов и ядер;

исследование свойств адронов в ядерной среде, изучение их связанных состояний (мезонные ядра, дельта-ядра, гиперядра);

исследование структуры ядер и механизмов фрагментации в процессах столкновений релятивистских ядер и в электромагнитных реакциях;

исследование свойств адронов и механизмов реакций с их участием при промежуточных (до нескольких ГэВ) энергиях, поиски экзотических состояний, в том числе дибарионов, пентакварков и других;

совершенствование физических моделей и проведение экспериментов по исследованию короткоживущих ядер и осколков деления;

исследование свойств ядерных изомеров и возможностей высвобождения запасенной в них энергии;

получение прецизионных данных по рассеянию и реакциям с участием протонов, нейтронов, гамма-квантов, легких и делящихся ядер, спектрам нейтронов деления и других данных, необходимых для ядерной энергетики и других приложений;

изучение внутриядерных процессов и нелинейных эффектов квантовой электродинамики во взаимодействиях интенсивных электромагнитных полей с веществом на пучках релятивистских ионов, электронов и фемтосекундных тераваттных лазеров;

в области физики нейтрино и астрофизики:

поиск частиц темной материи в неускорительных и коллайдерных экспериментах;

разработка методов регистрации темной материи;

исследование осцилляционных переходов нейтрино в экспериментах с использованием пучков дальних нейтрино от ускорителей (эксперименты T2K, OPERA, MINOS, NOVA) и реакторов (эксперимент Daya Bay);

прецизионное измерение параметров нейтринных осцилляций, поиск в них эффектов СР-нарушения;

прямой поиск массы нейтрино в диапазоне 0,1 - 0,3 эВ;

поиск нарушения закона сохранения лептонных чисел в процессах с мюонами на новом уровне чувствительности, поиск безнейтринного двойного бета-распада на уровне, предсказываемом осцилляционными экспериментами в предположении майорановской природы нейтрино;

поиск стерильных нейтрино в нейтринных осцилляциях, создание с этой целью галлиевого нейтринного детектора для экспериментов с высокоинтенсивными искусственными источниками нейтрино, а также подготовка и проведение экспериментов на исследовательских и промышленных атомных реакторах;

измерение космических потоков нейтрино высоких энергий, обнаружение их источников, сооружение с этой целью глубоководного Байкальского нейтринного телескопа с рабочим объемом до 2 км3;

исследование потоков нейтрино, образованных в распадах тяжелых ядер и ядерных реакциях, происходящих в недрах Земли, создание с этой целью детектора геонейтрино;

регистрация нейтринного излучения от коллапсирующих звезд на подземных нейтринных телескопах, участие в международной системе Super-Nova Early Warning System;

развитие методов нейтринной спектроскопии Солнца, мониторинг потока солнечных нейтрино различных энергий;

исследование формирования нейтринного излучения нейтронных звезд;

развитие радиоастрономического метода детектирования нейтрино предельно высоких энергий по наблюдениям всплесков когерентного черенковского радиоизлучения;

в области физики космических лучей:

измерение состава и энергетического спектра всех компонентов космического излучения (ядер, электронов, позитронов, фотонов) во всем диапазоне измеряемых энергий;

выяснение природы космических лучей сверхвысоких энергий, обнаружение их источников, исследование механизмов их генерации;

исследование космических частиц предельно высоких энергий с использованием лунного орбитального радиодетектора;

исследования физических процессов ускорения, распространения и излучения заряженных частиц в космической плазме;

поиск и исследование антиматерии в составе космического излучения;

исследование астрофизических источников гамма-квантов высоких энергий, обнаружение новых типов таких источников, исследование механизмов генерации гамма-квантов;

мониторинг галактических и солнечных космических лучей, их состава, временных вариаций;

исследование влияния космических лучей на атмосферные процессы в натурных и лабораторных экспериментах;

геофизические эффекты космических лучей и их влияние на климат;

создание ядерно-физических комплексов (создание нового е+е-коллайдера с рекордной светимостью - Супер Чарм-тау фабрики в Новосибирске);

модернизация сильноточного линейного ускорителя протонов в Троицке, получение мегаваттной мощности в пучке;

развитие на этой основе троицкого ядерно-физического комплекса:

создание мощных источников синхротронного, нейтронного и иных ядерных излучений;

разработка и создание источников пространственно-когерентных монохроматических пучков рентгеновского излучения (источники четвертого поколения);

развитие новосибирского лазера на свободных электронах и источника синхротронного излучения на базе накопителя ВЭПП-4 для Сибирского центра синхротронного и терагерцового излучения;

разработка проблем физики и техники ускорения заряженных частиц, в том числе на основе мощных (экзаваттных) лазерных источников;

разработка новых прецизионных методов детектирования элементарных частиц;

исследования и разработки устройств детектирования излучений и высокотемпературных, радиационно стойких систем для ядерно-физических комплексов и перспективных технологий;

использование методов рассеяния нейтронов и синхротронного излучения для исследования структуры и динамики конденсированных сред;

создание новых перспективных ядерно-физических и ускорительных технологий в интересах экологически безопасной ядерной энергетики, ядерно-физической медицины, здравоохранения, систем безопасности и других отраслей;

развитие технологии мощных ускорителей электронов для фундаментальных, прикладных исследований и технологических применений;

участие в реализации проекта создания коллайдера тяжелых ионов НИКА для исследования фазовых переходов и критических явлений в ядерной материи при высоких температурах и плотностях;

участие в разработке методик и создании аппаратуры Курчатовского источника синхротронного излучения и Европейского рентгеновского лазера на свободных электронах (XFEL) и проведение исследований на них;

разработка и создание быстродействующих матричных детекторов для импульсных источников рентгеновского излучения и Европейского рентгеновского лазера на свободных электронах;

участие в разработке и создании установки для исследований антипротонов и ионов (FAIR) и последующее проведение исследований на ней

16. Современные проблемы астрономии, астрофизики и исследования космического пространства, в том числе происхождение, строение и эволюция Вселенной, природа темной материи и темной энергии, исследование Луны и планет, Солнца и солнечно-земных связей, исследование экзопланет и поиски внеземных цивилизаций, развитие методов и аппаратуры внеатмосферной астрономии и исследований космоса, координатно-временное обеспечение фундаментальных исследований и практических задач

в области космологии, изучения строения и эволюции галактик, звезд, планетных систем, по проблеме жизни во Вселенной:

изучение глобальной структуры и эволюции Вселенной от первоначального взрыва до современной эпохи;

природы скрытой темной материи и темной энергии, реликтовых объектов ранней Вселенной;

исследование многокомпонентной модели Вселенной;

исследование формирования и эволюции галактик и их скоплений, звезд и планетных систем, природы ядер галактик и космических источников с экстремальным энерговыделением, межзвездной и межгалактической среды, исследование областей звездообразования;

исследования вариаций фундаментальных физических констант;

изучение строения и активности Солнца и звезд, исследование нестационарности звезд, волновые и колебательные процессы в звездных коронах, физика солнечных и звездных вспышек, механизмы радиоизлучения и методы диагностики корональной плазмы, происхождение радиоизлучения пульсаров, физика взрывных процессов в новых, сверхновых и источниках гамма всплесков, формирование нейтронных и кварковых звезд, черных дыр различных масс и их наблюдаемые проявления;

изучение эволюции Солнца, структуры солнечных магнитных полей и корональной плазмы, гелиосейсмология, многоволновой мониторинг активных процессов на Солнце как источников возмущений в гелиосфере и магнитосфере, ионосфере и атмосфере Земли, изучение солнечно-земных связей;

исследования Луны, планет Солнечной системы и их спутников, межпланетной среды, комет и астероидов, включая космогонические аспекты;

взаимодействие внешней среды с магнитосферами Земли и других планет, плазменные процессы в астрофизике и физике планет;

волновые процессы, циркуляция и климатическая изменчивость в атмосферах, изучение поверхностей и грунта Луны и планет;

исследование планетных систем у других звезд, поиск проявлений жизни во Вселенной;

построение фундаментальных систем отсчета и высокоточных эфемерид тел Солнечной системы;

в области развития новых технологий для изучения Вселенной:

развитие экспериментальных методов и технических средств исследований космических тел и пространства с помощью космических аппаратов, создание научных приборных комплексов автоматических межпланетных станций и посадочных аппаратов;

разработка перспективных методов и технологий создания систем работы со сверхбольшими распределенными архивами данных, в частности, российской виртуальной обсерватории;

создание высокоинформативных высокочувствительных телескопов и интерферометров наземного и космического базирования в гамма-, рентгеновском, ультрафиолетовом, оптическом, инфракрасном и радиодиапазонах, в том числе реализация космических обсерваторий серии "спектр", участие в крупных международных астрономических проектах, в том числе вступление России в Европейскую Южную обсерваторию - крупнейший и самый современный международный центр наземной астрономии;

поддержка наиболее эффективных из существующих отечественных наземных инструментов;

создание постоянно действующих стереоскопических систем контроля солнечной активности, контроля и предупреждения астероидно-кометной опасности и других астрономических явлений, влияющих на Землю и околоземное космическое пространство;

создание и развитие систем для применения астрономических методов решения задач фундаментального и прикладного координатно-временного и навигационного обеспечения на земле и в космосе, задач геодинамики и определения параметров гравитационного поля Земли;

участие в международных проектах мониторинга космической погоды и околоземной среды, в том числе на высоких широтах;

спутниковый мониторинг параметров Земли и природных катастроф;

обработка данных для их использования в научных и прикладных целях

III. Технические науки

17. Основы эффективного развития и функционирования энергетических систем на новой технологической основе в условиях глобализации, включая проблемы энергобезопасности, энергосбережения и рационального освоения природных энергоресурсов

разработка научных основ методологии и новых инструментов прогнозирования рыночного спроса на энергоносители в стране и регионах на долгосрочную перспективу, развития топливно-энергетических отраслей и систем энергоснабжения с учетом отраслевой неоднородности и территориальной неравномерности роста экономики России, усовершенствованных методов, средств и систем управления для оптимального функционирования и повышения надежности энергетических систем на базе их интеллектуализации;

исследования энергетической эффективности экономики и энергетической безопасности России и ее регионов для определения и коррекции тенденций в потреблении топлива и энергии;

создание мультиагентных моделей развития и функционирования топливно-энергетического комплекса, включая производственно-финансовые модели его отраслей, соответствующие базы данных и управляющие модули, для совершенствования хозяйственных отношений в энергетике и прогнозирования ее развития;

разработка моделей и баз данных для прогнозов развития мировой энергетики, мировых энергетических рынков, технологической структуры мировой энергетики и оценок конкурентоспособности новых энергетических технологий;

определение объемов и структуры внешнего спроса на российские энергоносители, энергетические технологии и услуги;

обоснование роли России в повышении глобальной энергетической безопасности с формированием рекомендаций по приоритетам и целевым ориентирам внешней энергетической политики России, включая технологические аспекты;

разработка основ моделирования развития энергетики при сочетании рыночных и директивных условий производства и потребления топлива и энергии;

анализ эффективности и безопасности энергетики, а также связанных с ними экономических рисков;

отработка технологий и систем сжигания смесей метана с водяным паром и активации раствором пероксида водорода для газотурбинных установок в целях повышения их эффективности и экологической безопасности;

разработка методов контроля работоспособности материалов и элементов конструкций энергетического оборудования с повышенными эксплуатационными характеристиками;

разработка научных основ и создание модельных образцов аппаратных средств и методик точного экспресс-анализа органических топлив и биомассы с повышением эффективности их использования при помощи масс-спектрометрии ультра- и сверхвысокого разрешения;

создание и исследования коммутирующих устройств для линий электропередач (до 300 кВ, 100кА), плазменных газификаторов биомассы и создание на их базе автономных энергетических систем и накопителей энергии (в синтез-газе)