Объект исследования: ядерные реакции, вызываемые легкими частицами (гамма-кванты, альфа-частицы). Разработаны модели ядерных взаимодействий. Сформированы компьютерные базы данных, необходимых для вычислений дифференциальных сечений ядерных реакций. Рассчитаны энергетические характеристики реакций, полные сечения взаимодействия в зависимости от кинетической энергии налетающей частицы. Установлена зависимость сечений фотоядерных реакций от массового числа и параметра квадрупольной ядерной деформации.

Созданы математические модели процессов вибрационного выпуска сыпучих материалов и сверхтонкого помола. Разработаны конструкции вибрационного выпускного устройства, мельницы сверхтонкого помола, бетоно- и растворосмесителей. В ходе испытаний средняя производительность выпуска одной виброустановки составила: для песка влажностью 6-10 % - 80-90 м3/ч, для цинкового концентрата влажностью 10-12 % - 60 м3/ч. Вибровыпускатели внедрены на Семипалатинском ПО "Стеновые материалы".

Объект исследования: объекты, моделирующие межклеточное взаимодействие. Показана возможность имитирования взаимодействия между клетками, удаленными на большое расстояние, при помощи частиц гидрогеля. Объекты, обладающие собственной плотностью сеточного заряда, способны взаимодействовать друг с другом на расстояниях, значительно превышающих дебаевскую длину.

Разработан способ прогнозирования землетрясений, основанный на измерении составляющих напряженности электромагнитного поля, возникающего в готовящемся очаге. Специальная обработка данных измерений позволяет определить такие прогнозные параметры, как координаты гипо- и эпицентра, время наступления и балльность землетрясения.

Разработан метод многокритериальной оптимизации параметров и процессов рудников и шахт - метод нормативных отклонений. Представлена технологическая схема рудника будущего, обеспечивающая надежность функционирования технологических процессов, экологическую чистоту производства, высокие технико-экономические показатели.

Разработан способ определения границ рудного тела путем непрерывного измерения содержания полезных компонентов в пульпе, истекающей из скважин при бурении. Решена проблема нахождения координат местоположения технологической линии отбойки руды и управления ею в приконтактной зоне рудного тела. Метод управления буровзрывными работами позволяет выбрать оптимальные длину, диаметр, количество скважин, расход взрывчатых веществ, обеспечить полноту извлечения запасов руды, требуемое соотношение объемов добываемой руды и вынужденной выемки пород.

Объект исследования: глобальные колебания земной атмосферы, волновые возмущения ночной ионосферы, акустические волны, электронное содержание ионосферы. Изучены динамические процессы в атмосфере Земли, взаимосвязи волн в нижней и верхней атмосфере. Проведены регистрация атмосферных эмиссий, радиозондирование ионосферы, измерения фарадеевского вращения плоскости поляризации радиоволн. Многообразие планетарных волн на высотах мезосферы и нижней термосферы может быть объяснено нелинейным взаимодействием первичных планетарных волн, которые являются нормальными атмосферными модами (собственными колебаниями атмосферы).

Изучены механизмы эволюции открытых структур в околоземном космическом пространстве и биосфере, обусловленные вариациями солнечной радиации и корпускулярных потоков. Выявлено наземное возрастание энергии космических лучей, вызванное постэруптивным энерговыделением в короне вследствие коронального выброса массы.

В результате изучения экспериментальных данных высокогорного нейтронного супермонитора Института ионосферы выявлены нестационарные эффекты в вариациях космических лучей, связанные с корональными выбросами массы. Нестационарные солнечные процессы, приведшие к вариациям космических лучей, имеют крупномасштабный характер и затрагивают протяженные структуры глобальной солнечной магнитосферы, в том числе в разных полушариях Солнца, что может сказываться на выходе и распространении частиц с высокими энергиями.

Представлены результаты исследования земной коры и литосферы Северного Тянь-Шаня, вариаций геофизического поля, гидрохимического состава и уровня подземных вод, метео- и георотационного режима Земли, поведения биологических объектов. Разработана структура информационной базы геофизических данных. Подтверждены выводы о циклическом характере процессов. Установлены связи сейсмичности земной коры со скоростью вращения Земли, приливообразующими силами. Изложены методы оценки энергии резонансных воздействий на земную кору и их вклада в подготовку сильных землетрясений.