Interested Article - НИИ ядерной физики имени Д. В. Скобельцына

Научно-исследовательский институт ядерной физики имени Д. В. Скобельцына Московского государственного университета имени М. В. Ломоносова (НИИЯФ МГУ) — один из крупнейших научно-исследовательских институтов МГУ , являющийся базой подготовки студентов и аспирантов физического факультета МГУ по направлениям ядерной , атомной физики , физики космоса.

НИИЯФ МГУ является известным в России и за рубежом научно-учебным центром, интегрированным в образовательный процесс МГУ . Эта интеграция осуществляется благодаря связи НИИЯФ МГУ с Отделением ядерной физики (ОЯФ) физического факультета МГУ . НИИЯФ МГУ и ОЯФ физического факультета МГУ , по сути дела, это единый научно-педагогический коллектив.

Директор института является одновременно и заведующим ОЯФ физфака МГУ.

История института

В конце 1945 г. И. В. Курчатов и Д. В. Скобельцын выступили с инициативой организации учебно-научного центра в МГУ для подготовки специалистов по ядерной физике для работ по советскому атомному проекту , в котором учёба должна быть связана с научной работой на собственной современной научно-исследовательской базе.

В 1946 г. в Московском университете во исполнение Специального постановления Совнаркома СССР был образован институт физики атомного ядра МГУ. До 1957 г. в открытых документах он назывался «Второй научно-исследовательский физический институт МГУ» (НИФИ-2 МГУ). В 1957 г. НИФИ-2 МГУ был переименован в научно-исследовательский институт ядерной физики МГУ.

В 1993 г. НИИЯФ МГУ было присвоено имя его основателя академика Д. В. Скобельцына .

В настоящее время НИИЯФ МГУ является крупным центром ядерно-физических исследований и подготовки научных кадров. Из около 400 научных сотрудников 98 имеют ученую степень доктора наук , 275 — кандидата наук , 46 докторов наук имеют звание профессора .

Руководители НИИЯФ и ОЯФ

академик АН СССР Дмитрий Владимирович Скобельцын (1946—1960)
академик АН СССР Сергей Николаевич Вернов (1960—1982)
профессор Игорь Борисович Теплов (1982—1991)
профессор Михаил Игоревич Панасюк (1992—2020)
член-корреспондент РАН Эдуард Эрнстович Боос (2020— н. в. )

Основные направления деятельности института

Ядерная физика, взаимодействие излучений с веществом, исследование наноструктур

Направления исследований:

Фундаментальные исследования по физике атомного ядра и ядерных реакций при низких и средних энергиях, классической ß-, γ-спектроскопии. Развитие теории атомного ядра.
Разработка и создание электронных ускорителей нового поколения.
Использование пучков γ-квантов и заряженных частиц для исследования материалов, в том числе наноструктурированных.
Фундаментальные исследования атомных и мезоатомных процессов.
Разработка новых методов получения радиофармацевтических препаратов .
Исследование взаимодействий синхротронного , лазерного и радиочастотного излучений с веществом, процессов в наноструктурах.
Создание баз и банков ядерных данных. Развитие новых информационных технологий в области данных по физике ядра и ядерных реакций.

НИИЯФ МГУ обладает современной экспериментальной базой. Ускорительный комплекс включает ускорители ионов и электронов до нескольких десятков МэВ. Эти ускорители используются для проведения Фундаментальных исследований и прикладных работ по ядерной и атомной физике.

НИИЯФ является единственной организацией на постсоветском пространстве , располагающей широким набором методик ионно-пучкового анализа, включая методику спектрометрии ионов средних энергий для исследований многослойных систем наноэлектроники , методику ионной имплантации и модификации свойств перспективных материалов.

В институте имеется комплекс современного технологического, диагностического и измерительного оборудования, позволяющий изготавливать твердотельные и молекулярные наноструктуры и устройства на их основе, а также исследовать протекающие в них процессы.

Разрабатываются компактные ускорители электронов для радиационных технологий на энергию 1 МэВ и мощность пучка 25 кВт для лучевой терапии на энергию 12 МэВ. В 2010 г. осуществлен физический пуск разрезного микротрона на энергию 55 МэВ.

В Центре данных фотоядерных экспериментов института — участнике сети Центров ядерных данных МАГАТЭ — на основе современных технологий созданы реляционные базы ядерных данных, содержащие информацию обо всех известных стабильных и радиоактивных атомных ядрах, а также ядерных реакций под действием фотонов , нейтронов , заряженных частиц и . Эти базы данных являются функциональной частью аналогичной системы мировых баз данных.

Астрофизика космических лучей и космическая физика

Исследование галактических и экстрагалактических космических лучей сверхвысоких энергий
Нейтринная астрофизика
Исследование излучений от рентгеновских и гамма источников в космосе
Исследование динамических процессов на Солнце и в гелиосфере
Исследование радиационной среды и плазменных процессов в околоземном космическом пространстве
Исследование взаимодействий космических аппаратов с окружающей средой
Создание теоретических моделей электромагнитных процессов в космическом пространстве

Для изучения физических явлений в межпланетной среде и околоземном космическом пространстве с начала космической эры в институте были разработаны, изготовлены и установлены на 265 космических аппаратах исследовательские приборы, анализ информации с которых позволил глубже познать процессы в космосе. В настоящее время МГУ является единственным университетом, который систематически запускает собственные научно-образовательные спутники. В создании исследовательской аппаратуры для этих спутников НИИЯФ играет ведущую роль.

Институтом совместно с институтами РАН , Росатома и другими научными центрами России введена в строй крупномасштабная установка «Тунка-133» под Иркутском для исследования космических лучей .

Создается Научно-производственный Центр научного приборостроения МГУ на базе НИИЯФ. Он ориентирован на решение задач по созданию оригинальных российских приборов, в том числе для космических исследований.

В НИИЯФ МГУ создана уникальная, полностью автоматизированная система хранения данных, получаемых в ходе научных экспериментов на космических аппаратах . В Центре данных космического мониторинга НИИЯФ МГУ ведется обработка и запись информации в базы данных в режиме реального времени. Интернет-портал Центра данных обеспечивает доступ к данным измерений космической радиации, текущим и историческим, полученным в течение последних 20 лет в ходе космических экспериментов НИИЯФ МГУ. Единая информационная среда позволяет извлекать из базы данных результаты измерений и представлять их в виде таблиц и графиков. Совместно с моделями космической среды, разработанными в НИИЯФ МГУ, базы данных космических экспериментов образуют единую систему космического мониторинга для хранения, обработки, научного анализа и отображения космофизических данных и образовательных программ.

В целях реализации Постановления Правительства РФ по привлечению ведущих ученых в российские вузы в НИИЯФ МГУ в 2011 г. Джорджем Смутом создана лаборатория экстремальной Вселенной.

Физика высоких энергий

Исследование глубоко-неупругих ер-взаимодействий на ускорителе HERA (Гамбург, Германия).
Исследование парного и одиночного рождения топ-кварка и некоторых других процессов на коллайдере Теватрон в эксперименте D0 (FNAL, США) .
Подготовка к исследованиям на Большом адронном коллайдере LHC в ЦЕРН . Участие в экспериментах CMS , ATLAS , LHCb .
Исследования протон-ядерных и ядро-ядерных взаимодействий на установке СВД-2 ( ИФВЭ, Протвино ). В частности, исследования околопорогового образования очарованных частиц и поиск экзотических барионов .
Исследование ядро-ядерных взаимодействий в эксперименте CBM ( Дармштадт , Германия).
Разработка теоретических моделей фундаментальных взаимодействий на основе теории струн , суперсимметричных теорий и теорий в пространстве с дополнительными измерениями.
Разработка новых автоматизированных методов расчетов характеристик процессов и моделирования ожидаемых событий в условиях реального эксперимента.
Разработка технологии массового производства кремниевых полупроводниковых сенсоров и создание на их основе детекторов для физики высоких энергий .

Институт ведет работы по созданию нейтринного телескопа на оз. Байкал , детекторов частиц для экспериментов на ускорителях в крупнейших научных центрах России ( Институте физики высоких энергий (ИФВЭ, г. Протвино) , Объединенном институте ядерных исследований (ОИЯИ, г. Дубна) и Институте теоретической и экспериментальной физики (ИТЭФ, Москва) , а также на крупнейших ускорителях в зарубежных научных центрах США, ФРГ и Швейцарии. Исследования ведутся как на собственной методической базе, так и на крупных российских и международных экспериментальных установках. Сотрудники института принимают самое активное участие в работе коллабораций ZEUS ( DESY , Hamburg, Germany), D0 ( Fermilab , Chicago, USA), CMS , ATLAS , LHCb , ( CERN , Geneve, Switzerland), нейтринных экспериментах OPERA и ANTARES , СВД (ИФВЭ, Протвино, Россия), СМС-МГУ (ОИЯИ, Дубна, Россия).

В НИИЯФ МГУ создан пакет CompHEP — пакет программ, позволяющий автоматически проводить вычисления диаграмм Фейнмана , описывающих процессы взаимодействия элементарных частиц при высоких энергиях. С использованием этого пакета были выполнены уникальные расчеты, которые легли в основу моделирования ряда конкретных экспериментов на коллайдерах Tevatron (FNAL) , LEP (CERN) , HERA (DESY) , LHC (CERN) , и широко используются в разработке программ физических исследований на будущих линейных электрон-позитронных и других коллайдерах . НИИЯФ МГУ участвует в трех крупномасштабных экспериментах на Большом адронном коллайдере . В 2010 г. на нём начались набор и обработка физических данных, полученных при рекордных параметрах сталкивающихся пучков. Наиболее интересными результатами анализа данных экспериментов ожидаются подтверждение основных положений Стандартной модели , включая существование бозона Хиггса , обнаружение новых закономерностей микромира за пределами Стандартной модели , получение дополнительных знаний о происхождении и эволюции Вселенной .

Развитие информационных технологий

В институте созданы:

Современная локальная компьютерная сеть с базовыми каналами связи между подразделениями и научными группами пропускной способностью 100 Мбит/с , в некоторых выделенных случаях организованы каналы связи 1 Гбит/с и выше;
Узел высокоскоростной телекоммуникационной связи с выходом на все российские научно-образовательные сети и мировые компьютерные сети с пропускной способностью на уровне нескольких Гбит/с ;
Центр оперативного и сервисного обслуживания Российской грид-системы , являющейся национальным сегментом глобальной грид-инфраструктуры LCC/EGEE , которая осуществляет компьютерное обеспечение более 200 международных научных проектов, важнейшим из которых является Большой адронный коллайдер (ЦЕРН) ;
Пилотный полигон грид-системы Национальной нанотехнологической сети (ГридННС) , в котором принимают участие ряд научных организаций, ведущих инновационные разработки в нанотехнологической области ( МГУ , НИЦ «Курчатовский институт» , ОИЯИ , ПИЯФ РАН и др.);
Центр данных космического мониторинга;
Центр данных фотоядерных экспериментов, поддерживающий функционирующие в интернете реляционные базы ядерных данных;
Базы данных, характеризующие результаты научной и учебной деятельности НИИЯФ и ОЯФ;

В 2014 году был запущен созданный НИИЯФ МГУ космический спутник « МКА-ФКИ (ПН2) », впоследствии переименованный в «Вернов» .

Учебная деятельность

Учебные лаборатории НИИЯФ представляют собой уникальные научно-образовательные комплексы, включающие в себя десятки реальных экспериментальных установок, оснащенных современными электронными и компьютерными средствами обработки и отображения информации. Экспериментальное и методическое обеспечение практикумов является результатом совместной работы коллективов учебных лабораторий кафедр Отделения ядерной физики физического факультета и отделов НИИЯФ.

В настоящее время практикумы НИИЯФ включают около 100 экспериментальных установок, большинство из которых компьютеризировано и включено в локальную вычислительно-информационную сеть. В отличие от физических практикумов большинства российских университетов в практикумах НИИЯФ студенты работают с реальными объектами ядерно-физических исследований (спектральными и радиоактивными источниками, лазерами различных типов), а также имеют возможность выполнять лабораторные работы на ускорителях НИИЯФ.

Достижения НИИЯФ

За работы, выполненные в НИИЯФ МГУ, 135 научным работникам присвоена ученая степень доктора наук , а свыше 990 сотрудникам, преподавателям ОЯФ и аспирантам присуждена ученая степень кандидата наук . Сотрудники института удостоены 90 правительственных наград . Учеными института сделано 12 зарегистрированных открытий, опубликовано 225 монографий, 350 учебников и учебных пособий, 150 научно-популярных и информационных изданий. Институт издает список публикаций сотрудников НИИЯФ, в котором ежегодно присутствует примерно 1150 наименований научной продукции. В это число ежегодно включается около 500 статей, публикуемых в российских и международных журналах, имеющих высокий импакт-фактор и входящих в список ВАК . Сотрудники института удостоены 3-х Ленинских , 12-ти Государственных премий СССР , 2-х Государственных премий УССР , 2-х премий Совета Министров СССР , 3-х премий Правительства РФ , 3-х премий Ленинского комсомола , 18-ти Ломоносовских премий, 2-х Шуваловских премий.

За годы существования НИИЯФ и ОЯФ на их базе подготовлено свыше 5700 специалистов, из которых свыше 1500 защитили кандидатские и свыше 500 — докторские диссертации. Выпускники ОЯФ внесли достойный вклад в создание ядерного щита страны, всестороннее развитие фундаментальных исследований в области ядерной физики , , физики высоких энергий , атомной физики , , квантовой электроники . Среди выпускников ОЯФ — 21 академик и 21 член-корреспондент АН СССР и РАН .

Общие сведения о НИИЯФ и ОЯФ

Научная тематика НИИЯФ МГУ входит в число приоритетных направлений программы развития МГУ до 2020 года . Научные исследования проводятся в следующих отделах НИИЯФ:

Космофизических исследований
Космических излучений
Частиц сверхвысоких энергий
Теоретической и прикладной космофизики
Экспериментальной физики высоких энергий
Теоретической физики высоких энергий
Излучений и вычислительных методов
Ядерных и космических исследований
Физики атомного ядра
Ядерных реакций
Ядерно- спектроскопических методов
Электромагнитных процессов и взаимодействия атомных ядер
Физических проблем квантовой электроники
Микроэлектроники
Научно-технической информации
Оперативного космического мониторинга
Ядерных исследований

НИИЯФ МГУ является головным исполнителем по нескольким научно-исследовательским и опытно-конструкторским работам, выполняемым в рамках Федеральной космической программы , основных программ Федерального агентства по науке и инновациям и Роспрома .

Поддерживаются широкие международные связи, осуществляемые в рамках 51 долгосрочных научных соглашений в 27 странах мира. НИИЯФ МГУ — один из основных участников реализации Соглашения о сотрудничестве между Правительством РФ и Европейским центром ядерных исследований ( ЦЕРН, Женева ). В числе других научных международных центров и национальных лабораторий: NASA (США) , МАГАТЭ , ISTC , DESY (Германия) , FNAL (США) , CNRS (Франция) , IMEC (Бельгия) , INFN (Италия) , LAPP (Франция), TRIUMF (Канада) , Институт Макса Планка (Германия) , Национальная лаборатория по физике высоких энергий ( КЕК, Япония ) и многие другие. В НИИЯФ МГУ функционируют два совета ВАК : совет Д 501.001.77 по защите докторских и кандидатских диссертаций при Московском государственном университете имени М. В. Ломоносова по специальностям — 01.04.16 — физика атомного ядра и элементарных частиц (физико-математические науки), 01.04.20 — физика пучков заряженных частиц и ускорительная техника (физико-математические науки), 01.04.23 — физика высоких энергий (физико-математические науки); совет Д 501.001.45 по защите докторских и кандидатских диссертаций при Московском государственном университете имени М. В. Ломоносова — 01.04.05 — оптика (физико-математические науки), 01.04.08 — физика плазмы (физико-математические науки).

Примечания

. www.sinp.msu.ru . Дата обращения: 11 сентября 2021. 12 июля 2021 года.
. Дата обращения: 6 ноября 2012. 13 июля 2018 года.
. Дата обращения: 6 ноября 2012. 27 марта 2019 года.
(недоступная ссылка)
. НИИЯФ МГУ (8 декабря 2014). Дата обращения: 1 января 2015. 29 марта 2019 года.

Литература

Научно-исследовательский институт ядерной физики имени Д. В. Скобельцына Московского государственного университета им. М. В. Ломоносова. Под ред. М. И. Панасюка, Е. А. Романовского и В. И. Саврина . М., 2002. 96 с.
Академик Д. В. Скобельцын и Московский университет. М., изд-во УНЦ ДО, 2002.
Энциклопедия Московского университета. Научно-исследовательский институт ядерной физики им. Д. В. Скобельцына. М., Библион — Русская книга, 2006.
Академик Сергей Николаевич Вернов. К 100-летию со дня рождения. М., изд-во Московского университета, 2010.
М. И. Панасюк, Е. А. Романовский, А. В. Кессених. Начальный этап подготовки физиков-ядерщиков в Московском университете (тридцатые-пятидесятые годы). // В кн. «История советского атомного проекта. Документы, воспоминания, исследования». Т. 2. СПб. 2002. С. 491—518. Московский университет. Ежегодник 2000. М., изд-во МГУ, 2001, с. 837—859.
М. И. Панасюк, Е. А. Романовский. От гипотез — к открытиям. «Наука в России», № 6, 1995, с. 31-36.