МГУ–2015: Научно-исследовательский институт ядерной физики им. Д.В.Скобельцына

Юбилеи. Исполнилось 25 лет отделу теоретической физики высоких энергий (ОТФВЭ), организованному по решению Учёного совета МГУ с целью объединения усилий теоретиков для решения задач современной физики элементарных частиц и выполнения работ в рамках государственной научно-технической программы «Физика высоких энергий». Основной для создания отдела послужила лаборатория аналитических вычислений в физике высоких энергий, созданная в 1983 г.

Усилия сотрудников сосредоточены на решении проблем физики элементарных частиц, в частности, внутренних проблем Стандартной Модели (триумфом которой стало открытие бозона Хиггса на Большом адронном коллайдере (БАК) в ЦЕРН), осмыслении экспериментальных данных, предсказании новых результатов и направлений исследований.

Одним из наиболее ярких достижений отдела явилось создание пакета программ CompHEP, предназначенного для автоматизации расчётов процессов столкновения элементарных частиц и их распадов в рамках современных теорий калибровочных полей.

Сотрудники внесли серьёзный вклад и были пионерами в России в развитии компьютерной системы GRID, которая основана на идее распределённых по разным странам региональных центров для хранения, обработки и анализа данных экспериментов. GRID является одним из важнейших компонентов проекта БАК, обеспечившим обработку и анализ данных экспериментов, в результате чего, в частности, был открыт бозон Хиггса.

Отдел на протяжении многих лет проводит совместные исследования с ведущими научными центрами в области физики высоких энергий: ЦЕРН (Швейцария), ДЭЗИ и Институтом Макса Планка (Германия), КЕК (Япония), ФНАЛ (США), ЛАПП (Франция). Плодотворно сотрудничает со многими ведущими университетами мира и российскими научными центрами.

Сотрудники отдела читают лекции на физическом факультете, в других университетах страны и за рубежом.

С 1985 г. отдел ежегодно проводит Международную школу-семинар для молодых учёных по квантовой теории поля и физике высоких энергий, преобразованную в 1991 г. в международное рабочее совещание (QFTHEP). QFTHEP проводится в разных регионах страны совместно с другими университетами и имеет международное признание. В этих совещаниях принимают участие около 100 участников из России и других республик бывшего СССР и около 30 иностранных учёных.

 

Исполнилось 50 лет лаборатории космического материаловедения (ЛКМ), созданной в 1965 г. по инициативе акад. АН СССР С.Н.Вернова для изучения воздействия космической среды на материалы и элементы оборудования искусственных спутников Земли. В 1981 г. ЛКМ вошла в состав отдела ядерных и космических исследований (ОЯКИ). Лабораторией руководили А.И.Акишин (1968–1992) и с 1993 г. – Л.С.Новиков.

В первые годы тематика ЛКМ была ориентирована преимущественно на решение задач обеспечения радиационной стойкости космических аппаратов, постановка которых во многих случаях была инициирована прямыми обращениями выдающихся конструкторов отечественной ракетно-космической техники С.П.Королёва, В.Н.Челомея, М.Ф.Решетнева, Г.Н.Бабакина. В дальнейшем были развернуты экспериментальные и расчётно-теоретические исследования процессов воздействия на материалы космического вакуума, солнечного ультрафиолетового излучения, космической плазмы, частиц метеорной материи и других факторов.

Сотрудниками созданы уникальные лабораторные установки, в числе которых инжектор высокоскоростных микрочастиц, предназначенный для имитации воздействия на материалы космической пыли, и магнитоплазмодинамический ускоритель для имитации воздействия атомарного кислорода верхней атмосферы Земли.

К важнейшим результатам работ ЛКМ относится создание программного комплекса COULOMB, предназначенного для компьютерного моделирования процессов электризации спутников в космической плазме. В настоящее время этот комплекс входит в число четырех программ, официально рекомендованных международной научной общественностью для проведения подобных расчётов, наряду с программами НАСА (США), Европейского космического агентства и Космического агентства Японии.

Сотрудники лаборатории написано свыше 20 учебных пособий, издано 12 монографий, в т.ч. готовится издание 2-го тома «Модели космоса», посвящённого проблемам воздействия космической среды на материалы и оборудование космических аппаратов.

Работы ЛКМ отмечены Государственной премией (1979) и премией Правительства РФ в области образования (2008).

 

Исполнилось 95 лет со дня рождения сотрудника отдела теоретической и прикладной космофизики Сироклина Павла Николаевича. Рабочий высокой квалификации – регулировщик радиоаппаратуры и приборов. Ведёт большую общественную работу. Дважды избирался членом Объединённого профсоюзного комитета МГУ. Более 20 лет – председатель Совета ветеранов Великой Отечественной войны и труда НИИЯФ, член президиума Совета ветеранов МГУ (с 2006 – зам. председателя).

Участник Великой Отечественной войны. Награждён орденом Отечественной войны (II ст.) и многими медалями. Заслуженный работник Московского университета (1999).

 

Исполнилось 90 лет со дня рождения ведущего научного сотрудника отдела ядерных реакций Сиротинина Евгения Ивановича. Выпускник физического факультета МГУ (1951). Работал во Всесоюзном научно-исследовательском институте экспериментальной физики и Научно-исследовательском институте импульсной техники г. Сарова в рамках «уранового» проекта. Участвовал в разработке узлов термоядерных зарядов и испытаниях ядерного оружия. Работает в НИИЯФ с 1967 г. Предложил и реализовал оригинальный метод исследования процессов торможения и деканалирования заряженных частиц в твёрдом теле, с помощью которого были измерены тормозные способности 26 элементов для протонов с энергией 0.08–6 МэВ, изучены закономерности поведения основных параметров кривой торможения при изменении атомного номера тормозящего вещества и исследовано торможение каналированных частиц.

Под его руководством осуществлён обширный цикл работ по модернизации электростатического ускорителя НИИЯФ до уровня лучших зарубежных машин такого класса. Имеет авторское свидетельство на изобретение и является соавтором патента РФ. Автор книги «Московский университет и советский атомный проект» (2005).

Участник Великой Отечественной войны.

 

Исполнилось 80 лет со дня рождения главного специалиста отдела ядерных и космических исследований Конаныкина Леонида Васильевича. Руководил группой запуска и эксплуатации электростатического ускорителя ЭГ-8 НИИЯФ, разработал лабораторные методы имитации воздействия космической среды на летательные аппараты и практические рекомендации по их защите от негативного воздействия окружающей космической среды.

Заслуженный работник Московского университета (2015).

 

Исполнилось 80 лет со дня рождения старшего научного сотрудника отдела теоретической и прикладной космофизики Рубинштейна Ильи Александровича. При его участии разработан ряд приборов для измерения потоков и энергетических спектров заряженных частиц в околоземном космическом пространстве, устанавливаемых на космических аппаратах серий «Космос», ГЛОНАСС, «Молния», «Электро», «Экспресс», «Метеор». Разработал комплекс аппаратуры для юбилейного спутника «Университетский-Татьяна». Создал установки для задач ядерного практикума физического факультета: «Альфа- и бета-спектроскопия», «Опыт Резерфорда», «Аннигиляция». Автор 9 изобретений.

Награждён медалями Федерации космонавтики России, «За успехи в изучении космоса». Заслуженный научный сотрудник Московского университета (2009).

 

Исполнилось 80 лет со дня рождения старшего научного сотрудника отдела физики атомного ядра Рясного Геннадия Константиновича. Специалист в области экспериментального исследования сверхтонких взаимодействий методами эффекта Мессбауэра и дифференциальных возмущенных угловых корреляций, а также магнитной, сцинтилляционной и наносекундной временной спектроскопии.

 

Исполнилось 80 лет со дня рождения заведующего лабораторией отдела теоретической и прикладной космофизики Тельцова Михаила Владимировича. Специалист в области экспериментального изучения физики околоземного космического пространства с помощью аппаратуры, установленной на ИСЗ и космических станциях. Практическое применение эти исследования нашли при создании службы радиационного контроля на космических аппаратах связи, навигации, телевидения, метеорологии, а также пилотируемых станциях. Автор 11 изобретений.

Награждён орденами «Знак Почёта» (1978), «Дружбы народов» (1991), медалями «Ветеран труда», «Ветеран космонавтики России». Заслуженный научный сотрудник Московского университета (2003).

 

Исполнилось 80 лет со дня рождения ведущего научного сотрудника отдела теоретической и прикладной космофизики Тулупова Владимира Ивановича. Специалист в области экспериментального исследования физики гелиосферы. Выполнил работы по установлению причинно-следственных связей между солнечной активностью, динамическими процессами в межпланетной среде и вариациями космических лучей.

Награждён медалями «Ветеран труда», «Ветеран космонавтики России». Заслуженный научный сотрудник Московского университета (2010).

 

Исполнилось 75 лет со дня рождения главного научного сотрудника отдела излучений и вычислительных методов Веселовского Игоря Станиславовича. Специалист в области физики лабораторной и космической плазмы. Предложил и разработал газокинетическую модель солнечного ветра; создал теорию вихревых течений и движущихся радиационных поясов; выяснил структуру магнитных полей в высокоширотной гелиосфере и дал её аналитическое описание на основе представлений об электроджетах и токовых слоях; исследовал свойства экстремальных состояний солнечной и гелиосферной активности.

Награждён медалью К.Э.Циолковского (Федерация космонавтики России). Заслуженный научный сотрудник Московского университета (2005).

 

Исполнилось 75 лет со дня рождения старшего научного сотрудника отдела излучений и вычислительных методов Домрина Владимира Ивановича. Специалист в области теоретических исследований бесстолкновительной космической плазмы, токовых слоёв в магнитосфере Земли. Построил самосогласованную кинетическую теорию вынужденного токового слоя и создал на основе метода квазичастиц программы численного моделирования динамики токового слоя в возмущенные периоды.

 

Исполнилось 75 лет со дня рождения ведущего научного сотрудника отдела физики атомного ядра Кабачника Николая Мартиновича. Специалист в области теории корреляционных и поляризационных явлений в атомных столкновениях и во взаимодействии фотонов с атомами. В последнее время разрабатывает теорию взаимодействия аттосекундных и фемтосекундных ультрафиолетовых и рентгеновских импульсов с атомами – новой области исследований в атомной и молекулярной физике, возникшей в связи с введением в строй рентгеновских лазеров на свободных электронах. Лауреат премии им. М.В.Ломоносова (1977) за работу «Открытие и теоретическое исследование явления резонансного возбуждения ядер в процессах мезон-ядерного взаимодействия».

 

Исполнилось 75 лет со дня рождения заведующего отделом ядерных и космических исследований Новикова Льва Симоновича. Специалист в области воздействия факторов космического пространства на материалы и оборудование космических аппаратов. Разработал физико-математическую модель электризации космических аппаратов в окружающей плазме и ряд экспериментальных и теоретических методов изучения воздействия космической среды на летательные аппараты. Выполнил многочисленные исследования в интересах предприятий космической отрасли, разработал методы защиты космических аппаратов от воздействия окружающей среды.

Лауреат премии Правительства РФ (2008). Заслуженный научный сотрудник Московского университета (2004).

 

Исполнилось 70 лет со дня рождения старшего научного сотрудника отдела физики атомного ядра Ермакова Юрия Анваровича. В 2005–2011 гг. (совместно с В.С.Чернышом) создал источник ускоренных кластерных ионов.

Учёный секретарь международной Тулиновской конференции по физике взаимодействия заряженных частиц с кристаллами.

 

Исполнилось 70 лет со дня рождения заведующего лабораторией отдела ядерных и космических исследований Лебедева Виктора Михайловича. Специалист в области экспериментального изучения механизма ядерных реакций с лёгкими ионами. Выполнил цикл трёхмерных экспериментальных исследований угловых корреляций заряженных частиц и гамма-квантов в ядерных реакциях. Лауреат премии им. М.В.Ломоносова (2003) за цикл работ «Новые представления об ориентированных ядерных системах».

Заслуженный научный сотрудник Московского университета (2004).

 

Исполнилось 70 лет со дня рождения директора НИИЯФ, заведующего кафедрой физики космоса физического факультета Панасюка Михаила Игоревича. Специалист в области экспериментальной физики космических лучей, магнитосферы и радиационных поясов, главным образом, астрофизики космических лучей и исследований радиации в космосе. В области физики радиационных поясов им впервые определена эффективность различных механизмов формирования ионного состава энергичных частиц в области захвата и установлен источник этих частиц. Доказано существование земного источника (ионосферы) горячей плазмы магнитосферы Земли. В области исследований космических лучей доказано существование механизма их образования из нейтралов межзвёздной среды. Впервые обнаружено явление захвата аномальных космических лучей – межзвёздного вещества – в геомагнитную ловушку. Получены важные сведения о химическом составе и энергетических спектрах ядер космических лучей. Имеет уникальные результаты по высокоэнергичным транзиентным световым (в ультрафиолете) проявлениям электрических разрядов в верхней атмосфере. Лауреат премии им. М.В.Ломоносова (1999) за цикл работ «Ионный радиационный пояс и кольцевой ток в магнитосфере Земли: структура, динамика и источники».

Координатор крупных проектов по изучению космических лучей сверхвысоких энергий: наземных – ШАЛ, ТУНКА, космических – ТУС и НУКЛОН, направленных на исследования природы частиц сверхвысоких энергий, а также многочисленных экспериментов на космических аппаратах в околоземном космическом пространстве.

Заслуженный работник высшей школы РФ (2005). Отличник высшей школы (1987).

 

Исполнилось 70 лет со дня рождения старшего научного сотрудника отдела физики атомного ядра Попова Владимира Петровича. Специалист в области теоретической физики экзотических (мюонных и адронных) атомов, мюонного катализа, теории столкновительных процессов возбужденных экзотических атомов с атомами изотопов водорода и гелия, кинетики атомного каскада экзотических атомов.

 

Исполнилось 70 лет со дня рождения старшего научного сотрудника отдела физики атомного ядра Чувильской Татьяны Викторовны. Специалист в области экспериментальной ядерной спектроскопии, механизмов заселения высокоспиновых состояний в ядерных реакциях, статистических характеристик атомных ядер, свойств ядерных изомеров и методов их получения. В последнее время изучает процессы заселения состояний с большим угловым моментом в столкновениях с ядрами радиоактивных тяжёлых ионов. Предложила эксперимент на пучках экзотических ионов, рекомендованный международным программным комитетом к реализации на установке SPIRAL в ядерном центре GANIL (Кан, Франция).

 

Исполнилось 65 лет со дня рождения ведущего научного сотрудника отдела физики атомного ядра Попова Юрия Владимировича. Специалист в области теории рассеяния нескольких заряженных квантовых частиц, теории взаимодействия интенсивных электромагнитных полей с атомами и молекулами, процессов захвата. Лауреат премии им. М.В.Ломоносова (2002) за цикл работ «Электронная импульсная спектроскопия атомов, молекул и твёрдого тела». Заслуженный научный сотрудник Московского университета (2010).

 

Исполнилось 60 лет со дня рождения старшего научного сотрудника отдела ядерных исследований Трусова Сергея Вениаминовича. Ведущий специалист по подготовке и проведению эксперимента DIRAC на ускорителе PS в ЦЕРН, координатор работ по системе сбора данных установки DIRAC. С 2004 г. по настоящее время принимает активное участие в подготовке и проведении экспериментов на ускорителе COSY на установке ANKE (г. Юлих, Германия).

 

Новое в структуре. Создан отдел космических наук в составе лабораторий: галактических космических лучей; наземной гамма-астрономии; космических лучей предельно высоких энергий; теоретических и экспериментальных исследований взаимодействий и переноса излучений в различных средах; космофизических исследований; радиационного мониторинга; космической рентгеновской и гамма-астрономии; магнитосфер планет; космического материаловедения. Исключены отделы: теоретической и прикладной космофизики, космофизических исследований, частиц сверхвысоких энергий, излучений и вычислительных методов, оперативного космического мониторинга, космических излучений, а также лаборатория экстремальной Вселенной (приказ МГУ № 328, 20.04.2015).

 

Исключены отдел научно-технической информации и лаборатория ускорительных установок (приказ НИИЯФ №65а, 24.04.2015).

 

Созданы лаборатории: адаптивных методов обработки данных; пучковых технологий и медицинской физики (приказ МГУ №1002, №1004, 16.10.2015).

 

В отделе экспериментальной физики высоких энергий созданы лаборатории: электрослабых и новых взаимодействий; сильных взаимодействий; тяжёлых частиц и резонансов; тяжёлых кварков и редких распадов; детекторных систем и электроники. Исключены лаборатории: экспериментальной физики элементарных частиц; адронных взаимодействий; калориметрических детекторов; ядерной электроники и автоматизации; высоких энергий; методики эксперимента (приказ НИИЯФ №114, 16.07.2015).

 

В отделе физических проблем квантовой электроники создана лаборатория оптики и спектроскопии наноструктур. Исключены лаборатории: физики твердотельных лазеров; светотермических процессов (приказ НИИЯФ №114, 16.07.2015).

 

Из отдела электромагнитных процессов и взаимодействия атомных ядер исключены лаборатории: электромагнитных процессов, электронных пучков, анализа ядерных данных, радиационных технологий и медицинской физики (приказ НИИЯФ №114, 16.07.2015).

 

Из отдела физики атомного ядра исключены лаборатории: атомных столкновений, математических моделей квантовых процессов рассеяния, радиохимическая (приказ НИИЯФ №114, 16.07.2015).

 

Общие сведения. НИИЯФ является общепризнанной школой мирового уровня в области фундаментальных исследований по физике высоких энергий, ядерной физике и физике космического пространства. Институт проводит теоретические и экспериментальные исследования фундаментального и прикладного характера по физике процессов взаимодействия излучения с веществом, наноэлектронике, развитию телекоммуникаций и информационных технологий, внедряет современные физические методики в образовательный процесс и развитие студенческих практикумов на отделении ядерной физики физического факультета.

В структуре НИИЯФ 10 научно-исследовательских отделов: космических наук (зав. М.И.Панасюк), микроэлектроники (зав. А.Т.Рахимов), теоретической физики высоких энергий (зав. В.И.Саврин), физики атомного ядра (зав. Н.Г.Чеченин), физических проблем квантовой электроники (зав. А.Н.Васильев), экспериментальной физики высоких энергий (зав. Э.Э.Боос), электромагнитных процессов и взаимодействий атомных ядер (зав. Б.С.Ишханов), ядерных и космических исследований (зав. Л.С.Новиков), ядерных исследований (зав. Т.В.Тетерева), ядерных реакций (зав. Д.О.Еременко). Для обеспечения учебного процесса существует лаборатория общего и специального практикума.

В институте работают 857 человек, в т.ч.: 344 научных сотрудника; 99 докторов наук (в т.ч. 38 имеют звание профессора), 269 кандидатов наук (в т.ч. 224 работают на научных должностях).

 

Наука. Институт является головным исполнителем по ряду научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ, выполняемых в рамках Федеральной космической программы, основных программ Минобрнауки РФ и других ведомств. Тематический план НИР включает 34 научные темы.

По данным информационно-аналитической системы «Наука–МГУ» в 2015 г. более 80 научных сотрудников института имеют индекс цитируемости свыше 1000.

 

Реализован астрофизический космический эксперимент НУКЛОН. Комплекс научной аппаратуры (КНА) НУКЛОН прошёл лётные испытания в полном объёме с положительным результатом. Все системы КНА функционируют в штатном режиме. С марта 2015 г. начат астрофизический космический эксперимент. За полгода штатной работы аппаратурой НУКЛОН собран банк событий космических лучей (КЛ) с энергией более 1 ТэВ объёмом, сопоставимым с общим объёмом, полученным за предыдущие 50 лет исследований в данной области. Предварительный анализ полученных данных даёт указание на неоднородность в энергетическом спектре всех частиц в области десятков ТэВ. Это говорит о том, что энергетические спектры основных компонент КЛ имеют сложную структуру в области более 10 ТэВ/частица. Кроме того, наблюдается устойчивое падение интенсивности потока протонов, по отношению к потоку ядер He во всём исследованном энергетическом диапазоне.

 

Одним из значимых событий 2015 г. стало объявление об открытии осцилляций нейтрино в канале νμ → ντ коллаборацией OPERA. Работа выполнена с использованием гибридного детектора OPERA, расположенного в подземной лаборатории Гран Сассо (Италия), использующего пучок мюонных нейтрино из ЦЕРН и состоящего из электронных сенсоров, мюонных спектрометров и ядерных эмульсий, прослоенных пластинами свинца. Экспозиция эксперимента OPERA проводилась в 2008–2012 гг. Наблюдение 4-х кандидатов на взаимодействие ντ в эмульсионном детекторе было показано ранее на части экспериментального материала. Был проведён анализ 5408 событий (что на 15% больше выборки, использованной при наблюдении 4-х кандидатов). Кроме того, была проведена оценка фона. В результате, статистическая значимость, соответствующая гипотезе только фона, составила 5.1 σ. Характеристики всех 5 событий-кандидатов не противоречат ожидаемым для взаимодействий ντ. Тем самым, в эксперименте OPERA совершено открытие осцилляций нейтрино в канале νμ → ντ.

 

В проекте Тунка-HiSCORE получен энергетический спектр первичных космических лучей в диапазоне от 300 ТэВ до 10 ПэВ по данным 80 часов работы первого прототипа установки HiSCORE, состоявшего из 9 станций для регистрации черенковского света ШАЛ с низким порогом. Эта работа открывает перспективы изучения спектра и состава космических лучей при энергии в 10 раз меньше энергии классического «колена» и структуры спектра в «колене».

 

Представлен возможный механизм, объясняющий наблюдаемое Вояджером 1 при выходе за гелиопаузу усиление величины магнитного поля без изменения его направления. При этом температура и число энергичных гелиосферных частиц уменьшилось, а интенсивность галактических космических лучей и плотность плазмы возросли. Вояджер 1 обнаружил, что за гелиопаузой сохраняется спиральная структура магнитного поля, вызванная вращением Солнца. Перечислены необходимые условия процесса динамо. Из анализа данных Вояджер 1 сделан вывод, что все необходимые условия механизма динамо выполнены за гелиопаузой. Показано, что дифференциальное вращение существует в ближайшей к гелиопаузе области внешнего гелиошиса с усиленной электрической проводимостью, которая, однако, меньше продольной проводимости. Получен вывод о том, что в динамо-слое за гелиопаузой кинетическая энергия вращения плазмы межзвездной среды порядка наблюдаемой магнитной энергии, что подтверждает необходимое для динамо условие, согласно которому энергия вращения Солнца является источником энергии для усиления магнитного поля во внешнем гелиошисе.

 

Впервые теоретически установлено влияние нетепловых ядерных реакций, возникающих под действием быстрых немаксвелловских альфа-частиц – нетермализованных продуктов солнечной протон-протонной цепочки, на каталитические процессы горения в плазме солнечного ядра. Обнаружено, что эффективная температура этих частиц в 1000 раз превышает температуру ядра Солнца, а инициируемые ими (α,p)-реакции существенным образом изменяют условия протекания солнечного CNO-цикла, блокируя некоторые стандартные (p,α)-процессы и перераспределяя направление ядерного потока внутри цикла. Показано, что эти новые ядерно-физические эффекты могут заметно влиять на параметры металличности ядра Солнца – так, они увеличивают абсолютное содержание изотопа ¹⁷O на 1–2 порядка величины (в зависимости от расстояния до центра звезды). Полученные результаты указывают также на то, что нетепловые ядерные процессы в плазме способны приводить к ослаблению генерации солнечных ¹³N-, ¹⁵O- и ¹⁷F-нейтрино.

 

 

Измерено сечение рождения одиночного топ-кварка в s- и t-каналах и параметра V_tb на полном объёме данных коллайдера Теватрон в экспериментах D0 и СMS. Завершён анализ полного объёма доступных данных экспериментов D0 и CDF коллайдера Теватрон. Измерены сечения одиночного рождения топ-кварка в различных каналах рождения и значение параметра V_tb матрицы Кабиббо-Кобаяши-Маскава. Проведено объединение результатов двух экспериментов: экспериментальное значение полного сечения рождения одиночного топ-кварка на коллайдере Тэватрон составляет 3.30 −0.40+0.52 пб, нижнее ограничение на элемент матрицы ККМ V_tb составляет 0.92 на 95% уровне достоверности. Полученные значения согласуются с предсказаниями Стандартной Модели.

 

С помощью детектора АТLАS на LHC проведено первое наблюдение распада Λ_b⁰→ψ(2S)Λ⁰ и измерение Γ(Λ_b⁰→ψ(2S)Λ⁰)/Γ(Λ_b⁰→J/ψΛ⁰) в pp столкновениях при √s=8ТэВ и измерено отношение парциальных ширин распада Γ(Λ_b⁰→ψ(2S)Λ⁰)/Γ(Λ_b⁰→J/ψΛ⁰)=0.501±0.038. Измеренное отношение близко к отношениям парциальных ширин аналогичных распадов B-мезонов. Предсказание ковариантной кварковой модели (0.8±0.1) переоценивает величину отношения.

 

Исследовано ассоциативное рождение WD на LHC и перспективы наблюдения двойного партонного рассеяния. В подходе k_t-факторизации рассмотрено ассоциативное рождение заряженных калибровочных бозонов и заряженных очарованных мезонов на LHC. Теоретические предсказания сравниваются с данными коллаборации ATLAS, получено хорошее согласие. Представлены предсказания по однознаковому рождению WD, включающие однократное и двойное партонное рассеяние. Последнее доминирует, что дает основание говорить, что предлагаемый процесс может служить ещё одним индикатором двойного партонного рассеяния.

 

Исследовано рождение бозонов Хиггса (с последующим распадом на b-кварк-антикварк), неполяризованных лептонных пар Дрелла-Яна, а также рождение прямых Ψ(2S)-мезонов. Показано, что сигнал от H→b anti-b может наблюдаться при больших поперечных импульсах. В рождении лептонных пар Дрелла-Яна были изучены распределения по инвариантной массе, поперечному импульсу, быстроте и угловые корреляции. Было показано, что в k_t-факторизационном подходе (с учётом вкладов от состояний цветовых октетов) может быть решена проблема деполяризации для рождения Ψ(2S).

 

Выполнены следующие исследования в области ускорителей заряженных частиц и их применений. Проведена сертификация линейного ускорителя 1 МэВ/ 25 кВт и валидация методики облучения на нем фотопреобразователей. Выполнена разработка и сертификация методики получения одиночных электронов и разработаны два варианта системы СВЧ питания на линейном ускорителе 10 МэВ. Проведены исследования и оптимизация характеристик пучка ускорителя для радиографии, предназначенного для «Атоммаш» (г. Волгодонск). На пучке разрезного микротрона НИИЯФ РТМ-55 в одном эксперименте измерены выходы фотоядерных реакций на ядре ²⁰⁹Bi, в которых образуется от одного до 6 нуклонов. Впервые получены сечения реакций фоторождения пар заряженных пионов на протоне в пределах апертуры детектора CLAS. Впервые получены сечения реакций электророждения пар пионов при виртуальностях фотона от 2.0 до 5.0 ГэВ². Развита теория квантового управления угловым распределением электронной эмиссии при бихроматической фотоионизации интенсивными фемтосекундными импульсами в области атомных резонансов.

 

Получены температурные зависимости электрического сопротивления, магнитной восприимчивости и удельной теплоёмкости кубической фазы TbGe_2.85, синтезированной при высоком давлении. Макроскопические данные указывают на то, что при температурах ниже 145К образуется волна зарядовой плотности, предшествующая антиферромагнитному упорядочению при температурах ниже 19К. Данные, полученные на основе сверхтонких взаимодействий методом возмущённых угловых корреляций, свидетельствуют о том, что волна зарядовой плотности является несоизмеримой в интервале температур 19–145К, но становится соизмеримой ниже 19К. На основе нейтронной дифракции сделан вывод о сложной антиферромагнитной спиральной структуре в магнитно упорядоченном состоянии. Обсуждается взаимосвязь между образованием волны зарядовой плотности и геликоидальным упорядочением.

 

Создана новая технология сверхбыстрых вычислений на персональном компьютере для решения уравнений в квантовой теории рассеяния. Развитый принципиально новый подход включает в себя три основных достижения:

– Построение многочастичного дискретного базиса стационарных волновых пакетов, отвечающего многомерной решетке в импульсном представлении;

– Переформулировка интегральных уравнений с использованием дискретного представления для резольвент гамильтонианов и их решение на дискретной импульсной решетке;

– Массивно-параллельная реализация решения матричных уравнений большой размерности на ультрабыстром графическом процессоре в среде CUDA.

Самое важное следствие этого результата заключается в том, что он открывает путь к общей массивно-параллельной ультрабыстрой реализации дифференциальных уравнений в частных производных, используемых в различных задачах математической физики, т.е. к огромному ускорению численного решения таких уравнений на дискретной импульсной решётке.

 

Разработан новый способ синтеза радиофармацевтического препарата «Астат-211», при котором степень его накопления в щитовидной железе пациента в 3–4 раза, превышает мировой уровень для аналогичных препаратов и обеспечивает требуемый терапевтический эффект при минимальном поражении остальных органов пациента. Проведены доклинические исследования препарата, в результате которых показано, что при использовании нового способа синтеза препарат стерилен, апирогенен и обладает допустимыми острой и субхронической токсичностями. Оформлена заявка на патент «Способ получения радиофармацевтического препарата Астат-211».

 

 

Успешно адаптирован и применён метод многомерного разрешения кривых путём разложения спектра на составляющие для получения физически значимых результатов – обнаружения присутствия в водных растворах SDS и этанола различных типов клатратов и определения их спектров. Метод позволяет разложить изменяющиеся во времени спектры на спектральные составляющие и определить кинетику концентраций соответствующих компонент исследуемого вещества. В растворах SDS показано наличие в растворе нескольких типов молекулярных кластеров (клатратов), концентрация которых изменяется в зависимости от концентрации SDS. Применение метода многомерного разрешения кривых для анализа спектров водно-этанольных растворов позволило выделить для каждого спектра вклады молекул с различной силой водородных связей.

 

Реализовано программное решение обратной задачи определения солевого и ионного состава многокомпонентного раствора неорганических солей по спектрам комбинационного рассеяния света с помощью многослойных персептронов и с помощью метода проекций на латентные структуры. Многопараметрическая обратная задача по определению компонентного состава многокомпонентного раствора неорганических солей и концентраций компонентов по спектрам комбинационного рассеяния света решена с помощью нейронных сетей типа многослойный персептрон и с помощью метода проекций на латентные структуры для растворов, содержащих от 1 до 5 солей, или от 2 до 10 различных ионов. Показано, что при переходе от задачи определения солевого состава раствора к более сложной задаче определения его ионного состава разработанные методики нейросетевого решения задачи сохраняют работоспособность. Использование адаптивных методов понижения входной размерности данных позволяет снизить погрешность решения задачи и его вычислительную стоимость. Разрабатываемый метод позволит осуществлять дистанционную диагностику минеральных, технологических и сточных вод.

 

 

Применён метод оценки эффективности использования наночастиц для преобразования энергии рентгеновских и гамма-квантов при фотодинамической терапии глубоких опухолей. Сцинтилляционные наночастицы в комбинации с рентгеновским и гамма-излучением имеют большой потенциал для терапии глубокорасположенных раковых опухолей. Эти наночастицы могут преобразовывать энергию гамма-излучения в свет для локальной активации фотодинамического эффекта, приводящего к выработке синглетного кислорода в оболочке наночастиц, и одновременно они являются источниками более низкоэнергичных электронов и вторичных рентгеновских квантов, обладающих малым пробегом в окружающей ткани. На основании расчётов по методу Монте-Карло с использованием пакета GEANT-4 показано, что доля энергии, выделяемой внутри сцинтиллятора и приводящей к генерации синглетного кислорода, уменьшается с ростом энергии фотонов, но при большой концентрации наночастиц выходит на постоянный уровень. Рассчитано пространственное распределение энергии, выделяемой в наночастицах и в окружающей их воде. Оценена максимально ожидаемая эффективность производства синглетного кислорода для различных материалов, покрытых фоточувствительной оболочкой.

 

Изучены свойства широкополосной люминесценции гибридных наночастиц Si/SiO_x, полученных из монооксида кремния. Гибридные наночастицы (нч) Si/SiO_x, обладающие яркой широкополосной фотолюминесценцией (ФЛ) синтезированы методом термического диспропорционирования монооксида кремния, и на их основе получены золи и полимерные композиты в виде микродисперсных частиц ПТФЭ и пленок ПБМА. Определены особенности поведения неоднородно уширенной полосы ФЛ и её интенсивности у нч Si/SiO_x в золях и композитах при лазерном возбуждении. Обнаружен эффект пострадиационного темнового восстановления ФЛ после окончания процесса лазерного фотовыжигания. Кинетика восстановления является существенно неэкспоненциальной, но индивидуальной для каждого типа образца. Полное восстановление интенсивности ФЛ и формы исходной полосы для всех образцов происходит не менее чем за 15 часов. Построена модель, в рамках которой фотовыжигание ФЛ вызвано переносом электрона от фотовозбужденного нч КДЦ (кислород-дефицитный центр) и захватом его подходящей ловушкой, а темновое восстановление ФЛ вызвано процессами туннельной рекомбинации электрона и ионизованного нч КДЦ+.

 

Исследованы структурные, магнитные и транспортные свойства различных гетероструктур, состоящих из ферромагнитных слоёв, в контакте со сверхпроводящей плёнкой. Высокое качество слоёв и границ раздела было подтверждено дифракцией и рефлектометрией рентгеновского излучения. Магнитное состояние было исследовано методами СКВИД-магнитометрии и рефлектометрии поляризованных нейтронов. Исследованы структурные и электрохимические свойства различных кристаллических материалов, перспективных для использования в составе электродов для литий-ионных аккумуляторов (ЛИА). Влияние условий синтеза материалов на их кристаллическую структуру было изучено с помощью структурной нейтронографии и рентгеновской дифракции. Были разработаны и успешно протестированы модельные электрохимические ячейки, позволяющие проводить in situ нейтронный структурный анализ процессов, происходящих во время работы ЛИА.

 

Проведено исследование взаимодействия плазмы с новыми пористыми кремний органическими (SiOCH) материалами с низкой и ультранизкой константой диэлектрической проницаемости (ULK материалы). Показано, что деградация материалов определяется удалением метильных групп СН₃ (диссоциация Si-CH₃ связей), в результате чего материал становится гидрофильным и происходит увеличение константы диэлектрической проницаемости. Впервые получены сечения поглощения ULK материалов и квантовый выход процесса диссоциация Si-CH₃ связи. Показано, что сечение фотопоглощения определяется структурой и составом материалов.

 

Проведены измерения аэрозольных компонент загрязнённой атмосферы в урбанизованных районах г. Ханой и провинции Бави (Вьетнам) в период наибольшей дымовой эмиссии. Проведена высокоширотная морская экспедиция «Север-2015» на архипелаг Северная Земля с целью исследований аэрозольного состава атмосферы Арктики и влияния эмиссии морского транспортом. Проведённые измерения позволили определить свойства и экологически опасные компоненты в эмиссиях источников горения в густонаселённых районах, а также трассеры техногенного влияния на состав аэрозоля в пограничном слое атмосферы в районах, загрязнённых дальним переносом воздушных масс. Впервые применены новые технологии мониторинга чёрного углерода – основного климатического трассера глобального потепления. Современные средства измерений и анализа массовой концентрации, состава и структуры аэрозоля разработаны и установлены в урбанизованных и густонаселенных районах Вьетнама, на российских арктических станциях Тикси в Северной Сибири и «Ледовая база «Мыс Баранова» на Северной Земле, разработан и установлен портативный аэталометр и система отбора аэрозолей для длительного мониторинга характеристик арктических аэрозолей. Экспериментально показано, что использование плёнок прозрачных оксидов, In₂O₃:F и In₂O₃:Sn, в качестве прозрачных антиотражающих электродов в кремниевых солнечных элементах (СЭ) в сочетании с проволочными контактами позволяет получить двусторонний концентраторный СЭ без применения серебра с КПД 17.6–17.9%/16.7–17.0% при лицевом/тыльном освещении, соответственно. Экспериментально показано, что использование сильно легированных фосфором наночастиц кремния ((NP-n+)Si) в качестве промежуточного слоя в солнечных элементах (СЭ) на основе гетероструктуры In₂O₃:F/(NP-n+)Si/p-Si позволяет увеличить КПД этих СЭ до 13.2%, что на 1.2% (абсолютных) больше, чем КПД СЭ без наночастиц (11.9%).

 

Учебная работа. Разработана, выполнена и введена в учебный процесс в нескольких вариантах на современной электронной и измерительной базе уникальная задача общего ядерного практикума «Аннигиляция позитронов».

Произведена установка новой операционной системы «Fedora». Созданы рабочие версии базового математического обеспечения g-спектрометров, использующих амплитудные анализаторы САЦП-USB; модернизированы лабораторные работы «Сцинтилляционный метод», «g-g совпадения – двумерный анализ», «Ядерный магнитный резонанс».

Разработана и полностью заменена электроника на 4-х установках лабораторной работы «Космическое излучение на уровне моря»

Совместно с кафедрами ОЯФ и отделами института реализованы образовательные циклы лекций и практических занятий для учителей и старшеклассников «От кварка до квазара» и «Проектные работы школьников по физике космоса на базе спутников МГУ», в которых участвовали более 60 учителей и 300 учащихся из Москвы, Московской области и Чувашии.

 

Конференции. Организованы и проведены:

– XLV международная Тулиновская конференция по физике взаимодействия заряженных частиц с кристаллами (26–28 мая);

– The XXII International Workshop on High Energy Physics and Quantum Field Theory (QFTHEP'2015);

– XVI межвузовская научная школа молодых специалистов «Концентрированные потоки энергии в космической технике, электронике, экологии и медицине» (24–25 нояб.);

– российский чемпионат проекта «Воздушно-инженерная школа» (июль);

– зимняя юношеская космическая школа (4–8 февр).

 

Кандидаты наук 2015 г. На базе НИИЯФ работают советы по защите докторских и кандидатских диссертаций Д501.001.77 и Д501.001.45.

Кандидатские диссертации защитили: мл.н.с. отдела микроэлектроники Курчиков Константин Алексеевич («Модификация пористых материалов с низкой диэлектрической проницаемостью под действием ультрафиолетового излучения. Контроль уровня ультрафиолетового излучения плазмы»); мл.н.с. лаборатории теории атомного ядра Платонова Мария Николаевна («Проявление ненуклонных степеней свободы в NN- и Nd-рассеянии при промежуточных энергиях»); мл.н.с. отдела микроэлектроники Чукаловский Александр Александрович («Исследование кинетических процессов с участием возбуждённого в плазме синглетного кислорода в кислород-йодных и водород-кислородных газовых потоках»); лаборант отдела микроэлектроники Шарапова Полина Родионовна («Квантовые корреляции и перепутывание в неклассических состояниях света и атомных системах, взаимодействующих с ними»).

 

Публикации. Сотрудниками опубликованы статьи в высокорейтинговых журналах – 444, статьи в журналах из списка ВАК – 147, статьи в журналах из списков SCOPUS, WoS – 734, статьи в сборниках –123.

 

 

Волобуев И.П., Кубышин Ю.А. Дифференциальная геометрия и алгебры Ли и их приложения в теории поля;

Ищенко А.А., Попов А.П., Баграташвили В.Н. и др. Методика экспериментального рентгеновского фотоэлектронного определения состава нанокремния и композитных структур на его основе;

Тарасов В.Е. Бозонная струна на аффинно-метрическом многообразии и диссипация;

Balint-Kurti Gabriel G., Palov A.R. Theory of Molecular Collisions.

 

 

Варламов В.В., Ишханов Б.С., Комаров С.Ю. и др. Атлас оцененных сечений парциальных и полных фотонейтронных реакций;

Варламов В.В., Ишханов Б.С., Комаров С.Ю. и др. Карта атомных ядер и основные свойства ядер вблизи долины стабильности;

Ишханов Б.С., Имашева Л.Т., Колбасова Д.Д. и др. Атомные ядра вблизи границы нуклонной радиоактивности;

Никитин Н.В., Томс К.С., Фотина О.В. Аксиомы квантовой механики;

Никитин Н.В., Шарапова П.Р., Колотинский Н.В. Сборник задач по квантовой физике;

Тарасов В.Е. Гравитация, чёрные дыры и релятивистская механика;

Широков Е.В. Физика микромира.