В Секторе взаимодействия радиоволн с плазмойпроводятся исследования по широкому спектру проблем радиофизики и астрофизики с применением методов классической электродинамики, гидродинамики, магнитной гидродинамики и физической кинетики. Основные работы сотрудников Сектора, выполненные в последние годы, были посвящены:

1. описанию физических явлений, возникающих в ионосфере Земли при воздействии на неё мощными радиоволнами,
2. проблемам физики космических лучей,
3. физическим явлениям, происходящим в окрестностях компактных астрофизических объектов, таких как нейтронные звезды, черные дыры и активные галактические ядра,
4. явлению пробоя газов на убегающих электронах,
5. статистической теории развитой гидродинамической турбулентности.

Основные результаты.

1. Кинетическая теория пробоя газов на убегающих электронах, включая её применение к описанию формирования импульсного радиоизлучения от молний, гигантских биполярных импульсов радиоизлучения, гамма-всплесков во время гроз. Роль эффекта пробоя на убегающих электронах и космических лучей в инициации молний.
2. Теория магнитосферы радиопульсаров и теория их радиоизлучения. Модель заполнения электрон-позитронной плазмой магнитосферы нейтронной звезды. Теория вращающихся радио транзиентов (RRAT).
3. Теория активных процессов в Галактическом центре и диске, и, в частности, модель формирования гигантских структур в галактическом центре, наблюдаемых в гамма и радио диапазонах, а также галактического ветра. Ускорение частиц в магнитосфере вращающейся черной дыры. Теория образования релятивистских джетов в активных галактических ядрах.
4. Теория стохастического ускорения частиц из фоновой плазмы скоплений галактик, в частности применительно к проблеме перегрева плазмы за счет ускорения, и возникновению режимов ее охла­ждения (демон Максвелла).
5. Теория эффекта магнитного зенита — сдвига области свечения ионосферной плаз­мы, возникающего под действием мощной радиоволны, от направления её распро­странения в сторону магнитного зенита. Теория взаимодействия неоднородностей электронной плотности, вытянутых вдоль геомагнитного поля.
6. Теория движения тёмной материи и звёзд в центральных областях галактик, позволившая вычислить скорость роста сверхмассивных чёрных дыр.
7. Теория развитой гидродинамической турбулентности, основанная на модели вытягивающихся вихревых филаментов, позволившая вывести наблюдаемые в натурных и численных экспериментах скейлинговые соотношения для статистических характеристик течения.

Несколько работ, наиболее ярко представляющих исследования в означенных областях:

1. А.В. Гуревич, К.П. Зыбин, Пробой на убегающих электронах и электрические разряды во время грозы, УФН 171 1177–1199 (2001)
2. В.С. Бескин, Осесимметричные стационарные течения в астрофизике, УФН 173 1247 (2003)
3. A.V. Gurevich, K.P. Zybin, Runaway Breakdown and the Mysteries of Lightning, Physics Today, May 2005, page 37.
4. А.В. Гуревич, Нелинейные явления в ионосфере, УФН 177 1145–1177 (2007)
5. А.В.Гуревич, А.Н.Караштин и др., Нелинейные явления в ионосферной плазме. Влияние космических лучей и пробоя на убегающих электронах на грозовые разряды, УФН 179 779–790 (2009)
6. В.С. Бескин, Магнитогидродинамические модели астрофизических струйных выбросов, УФН 180 1241–1278 (2010)
7. В.С. Бескин, Я.Н. Истомин, А.А. Филиппов, Радиопульсары – поиски истины, УФН 183 179–194 (2013)
8. K.-S. Cheng, D.O. Chernyshov, V.A. Dogiel, C.-M. Ko, W.-H. Ip, Origin of the Fermi Bubble, 2011, ApJ, 731, L17
9. D.O. Chernyshov, V.A. Dogiel, C.-M. Ko, Stochastic Particle Acceleration and the Prob lem of Background Plasma Overheating, 2012, ApJ, 759, 113
10. Сирота В.А., Ильин А.С., Зыбин К.П., Гуревич А.В., Рост черных дыр в центрах галактик. Поглощение звезд и активность галактических ядер, ЖЭТФ, 2005, 127, 331.
11. E. Vasiliev, M. Zelnikov, Dark matter dynamics in the galactic center, Phys. Rev. D 78, 083506 (2008)
12. K.P. Zybin, V.A. Sirota, A.S. Ilyin, and A.V. Gurevich, Lagrangian Statistical Theory of Fully Developed Hydrodynamical Turbulence, Phys. Rev. Lett. 100, 174504 (2008).
13. K.P. Zybin and V.A. Sirota, Vortex filament model and multifractal conjecture, Phys. Rev. E 85, 056317(2012).
14. Ya.N. Istomin, H.Sol, Acceleration of particles in the vicinity of a massive black hole, Astrophysics and Space Science, 321, 57-67, (2009).
15. Ya.N. Istomin, O.A. Pokhotelov, M.A. Balikhin, Mirror instability in space plasmas: Solitons and cnoidal waves, Physics of Plasmas, 16, 062905-062905-5, (2009).
16. Ya.N. Istomin, T.B. Leyser, Kinetics of density striations excited by powerful electromagnetic waves in the ionosphere, Physics of Plasmas, 17, 032903-7, (2010)
17. Ya.N. Istomin, Relativistic jets in active galactic nuclei: time variability, Mon. Not. R. Astron. Soc., 408, 1307-1312, (2010).
18. Ya.N. Istomin, D.N. Sobyanin, The filling of neutron star magnetospheres with plasma: Dynamics of the motion of electrons and positrons, Journal of Experimental and Theoretical Physics, 109, 393-407, (2009).

Научно-популярные публикации:
1. Построена гипотеза формирования высокоэнергичных космических лучей, (http://fian-inform.ru/old/?mode=mnews&id=1329&page=3)
2. Предложена гипотеза происхождения космических лучей в Галактике (http://fian-inform.ru/old/?mode=mnews&id=1202&page=6)
3. Формирование «молний» в магнитосфере нейтронной звезды (http://fian-inform.ru/old/?mode=mnews&id=1094&page=8)
4. Как происходит грозовой разряд (http://fian-inform.ru/old/?mode=mnews&id=1021&page=10)