Научно-исследовательскому институту ядерной физики им. Д.В.Скобельцина 60 лет

В 2005 г. Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова отметил 250-летие со дня его основания. МГУ сегодня - это крупнейший классический университет Российской Федерации. В МГУ осуществлена и постоянно развивается неразрывная связь фундаментальной науки и фундаментального образования, интеграция фундаментальных исследований в образовательный процесс. Это нашло отражение в сложившейся структуре МГУ - 15 научно-исследовательских институтов МГУ - это база подготовки высококвалифицированных конкурентно-способных специалистов на 29 факультетах МГУ. НИИЯФ МГУ - один из крупнейших научно-исследовательских институтов МГУ ? база подготовки студентов и аспирантов физфака МГУ по ряду важнейших направлений ядерной, атомной физики, физики космоса. НИИЯФ МГУ - широко известный в стране и за рубежом научно-учебный центр, глубоко интегрированный в образовательный процесс МГУ.

Научно-исследовательский институт ядерной физики им. Д.В.Скобельцына (НИИЯФ МГУ) основан в 1946 г. во исполнение Специального постановления Совнаркома СССР как Институт физики атомного ядра МГУ (в открытых документах до 1957 г. он назывался Второй научно-исследовательский физический институт МГУ - 2-ой НИФИ МГУ). Институт создавался как научно-исследовательский центр по подготовке специалистов для работ по советскому атомному проекту на основе развития исследований по важнейшим проблемам современной ядерной физики. С созданием института в МГУ начали развиваться ядерно-физические исследования, а подготовка специалистов по ядерной физике стала проводиться на кафедре строение вещества.

В 1949 г. на базе кафедры строение вещества было организовано Отделение строения вещества, а распоряжением директивных органов 2-ой НИФИ МГУ был отнесен к числу Ведущих научно-исследовательских учреждений СССР. В 1957 году 2-ой НИФИ МГУ был переименован в НИИЯФ МГУ, а Отделение строения вещества - в Отделение ядерной физики (ОЯФ).

Инициатором создания НИИЯФ МГУ и его первым директором был академик Д.В. Скобельцын (1982-1990 гг.). Герою Социалистического Труда, лауреату Ленинской и Государственной премий академику Д.В.Скобельцыну принадлежат выдающиеся результаты и идеи, на десятилетия предвосхитившие развитие ряда областей физики. Это экспериментальное доказательство справедливости квантовой электродинамики, открытие космических лучей как частиц высоких энергий, космических ливней, ядерно-каскадного процесса в космических лучах. Д.В. Скобельцын по праву считается основоположником нового направления в науке - физики высоких энергий. Его выдающаяся роль неоднократно отмечалась такими знаменитыми современниками как Э. Резерфорд, В. Гейзенберг, П. Дирак, Ф. Жолио-Кюри и др.

В МГУ подготовка специалистов по ядерной физике началась в 1940 г. по инициативе академика С.И. Вавилова на кафедре "Атомное ядро и радиоактивность", которую возглавил Д.В.Скобельцын. Помимо Д.В. Скобельцына лекции студентам читали будущие академики С.Н. Вернов и И.М. Франк. С 1944 г. (помимо С.Н. Вернова и И.М. Франка) профессорами кафедры стали: академик И.В. Курчатов, будущий академик В.И. Векслер, профессор Л.В. Грошев и др. В этом же году при кафедре была создана Лаборатория атомного ядра, которую возглавил С.Н. Вернов. В этой лаборатории С.Н. Вернов развернул исследования космических лучей в стратосфере, а профессором Л.В. Грошевым и доцентом В.С. Шпинелем впервые в СССР были начаты работы по изучению структуры атомного ядра методами и спектроскопии.

Учеником и соратником Д.В. Скобельцына был выдающийся ученый и талантливый организатор науки академик Сергей Николаевич Вернов (1910-1982 гг.). С 1946 г. по 1960 г. С.Н. Вернов был заместителем директора по научной работе и заместителем заведующего ОЯФ, а с 1960 г. по 1982 г. - директором института и заведующим ОЯФ. С.Н. Вернов внес большой вклад в дело создания и дальнейшего развития института и ОЯФ. За выдающиеся научные исследования, выполненные им и коллективом НИИЯФ МГУ, С.Н. Вернов был удостоен Ленинской и Государственной премий, а также звания Героя социалистического труда.

С 1982 г. по 1991 г. директором института и заведующим ОЯФ был профессор, лауреат Государственной премии Игорь Борисович Теплов (1928-1991 гг.), продолживший начатую Д.В. Скобельцыным и С.Н. Верновым работу по развитию института как крупного университетского ядерно-физического центра для проведения фундаментальных исследований и подготовки кадров.

С 1992 г. директором института и заведующим ОЯФ физического факультета МГУ является профессор, лауреат Ломоносовской премии МГУ Михаил Игоревич Панасюк.

Докладывая И.В. Сталину 12.02.1946 г. о состоянии и перспективах подготовки кадров для советского атомного проекта, академик И.В. Курчатов говорил: "Было бы крайне полезно, если бы в Московском, Ленинградском университетах под руководством Академии наук велась работа по атомному ядру и воспитывались кадры молодых физиков, столь необходимые для успешного движения вперед всей работы". В те годы научные исследования по атомному ядру проводились лишь в академических институтах Москвы, Ленинграда и Харькова. Поэтому с самого начала НИИЯФ МГУ создавался как институт нового типа, в котором закладывались, а в дальнейшем развивались принципы интеграции высшего образования и академической науки.

Для развития в институте работ по нескольким направлениям ядерно-физических исследований, заведования лабораториями и кафедрами на ОЯФ, руководства аспирантами и чтения лекций студентам ОЯФ Д.В.Скобельцын и С.Н.Вернов привлекли многих выдающихся ученых, работавших в АН СССР и институтах Госкомитета по использованию атомной энергии СССР. Среди них академики Л.А.Арцимович, Н.Н.Боголюбов, В.И.Векслер, Е.П.Велихов, Г.Т.Зацепин, Л.Д.Ландау, М.А.Леонтович, А.А.Логунов, М.А.Марков, Б.М.Понтекорво, А.М.Прохоров, И.Е.Тамм, А.Е.Чудаков, Г.Н.Флеров, Г.М.Франк, И.М.Франк, академик АН Украины А.С.Давыдов, академик АН Казахстана Н.А.Добротин, члены-корреспонденты АН СССР Д.И.Блохинцев, М.Г.Мещеряков, И.С.Шапиро, Ф.Л.Шапиро.

В настоящее время экспериментальная база НИИЯФ включает ряд ускорителей для проведения фундаментальных исследований и прикладных работ по ядерной и атомной физике низких и средних энергий, уникальную аппаратуру для исследования космического пространства с помощью искусственных спутников Земли, установки для изучения широких атмосферных ливней, комплекс по обработке экспериментальных данных с российских и зарубежных ускорителей высоких энергий.

Ускорительный комплекс НИИЯФ - уникальная база, где сосредоточены и активно функционируют ускорители ионов в диапазоне энергий от сотен эВ до десятков МэВ и ускорители электронов от нескольких МэВ до десятков МэВ.

Совместно с институтами РАН, Росатома и другими научными центрами России НИИЯФ ведет работы по созданию нейтринного телескопа на оз. Байкал, детекторов частиц для ускорительного комплекса в Институте физики высоких энергий в Протвино и крупнейших зарубежных научных центрах.

Институт разработал концепцию и создал комплект новой научной аппаратуры для российского спутника "Университетский-Татьяна", создал и постоянно развивает локальную компьютерную сеть и узел высокоскоростной телекоммуникационной связи с выходом на мировые компьютерные сети. Институт располагает высокоскоростной линией передачи научных данных с пропускной способностью 1 Гигабит/с. НИИЯФ МГУ является лидером в России в построении глобальной компьютерной инфраструктуры на основе новейших технологий распределенных вычислений - ГРИД. Создание инфраструктуры обеспечит участие российских ученых в обработке данных с большого адронного коллайдера (ЦЕРН, Женева) и других крупнейших международных научных проектов. На базе НИИЯФ МГУ введен в эксплуатацию полный набор грид сервисов, что обеспечит дальнейшее развитие грид инфраструктуры как в МГУ, так и в России в целом.

В НИИЯФ созданы объемные международные базы ядерных и космофизических данных, мощные и гибкие поисковые системы, которые существенно повышают эффективность научных исследований. В институте существуют базы данных, характеризующие результаты научной и учебной деятельности НИИЯФ и ОЯФ. Институт осуществляет широкую издательскую деятельность. На сайте "Ядерная физика в Интернете" реализована новая информационная база данных по учебным и справочным материалам по физике ядра и частиц, а также смежным дисциплинам.

В институте выполняются фундаментальные исследования по ядерной физике и физике взаимодействия излучений с веществом, астрофизике космических лучей и космической физике, физике высоких энергий. Эти исследования ориентированы на достижения результатов в приоритетных областях знаний. Институт развивает телекоммуникации и информационные технологии и внедряет современные физические методики в студенческие практикумы и в учебный процесс на ОЯФ.

Результаты выполненных в НИИЯФ исследований оказали существенное влияние на развитие различных ядерно-физических направлений исследований. Получены следующие важные научные результаты.

По направлениям астрофизика космических лучей и космическая физика:

Выяснена природа первичных космических лучей и механизм генерации ими вторичных частиц; обнаружены и исследованы особенности взаимодействия -мезонов с ядрами.
Впервые предложен и создан новый метод измерения энергии частиц космических лучей - метод ионизационного калориметра. В настоящее время ионизационные калориметры являются наиболее точными и надежными приборами для измерения энергии адронов, электронов и фотонов высоких и сверхвысоких энергий и широко используются во всех экспериментах на ускорителях высоких энергий.
Для исследования космических лучей сверхвысоких энергий (3.1014-1020 эВ) сооружена установка для изучения широких атмосферных ливней (ШАЛ). С участием НИИЯФ МГУ установки ШАЛ построены в Якутске и Самарканде. На этих установках мирового класса впервые предложены и реализованы новые методы исследования космических лучей сверхвысоких энергий, открыты особенности в энергетическом спектре первичного космического излучения при энергиях порядка 3-1015 эВ, а также во взаимодействии частиц с энергиями 1017-1020 эВ с атомными ядрами. Заложены основы нового направления исследований - изучение первичных космических лучей высоких и сверхвысоких энергий на спутниках и аэростатах.
Открыт внешний радиационный пояс Земли и явление магнитосферно-ионосферного взаимодействия, установлена природа внутреннего радиационного пояса. Открыта аномалия в планетарном распределении радиации. С помощью уникальной научной и дозиметрической аппаратуры, созданной в институте для космических аппаратов, получен колоссальный объем новой экспериментальной информации. Эта информация сыграла основополагающую роль в понимании процессов в магнитосфере Земли и в межпланетном космическом пространстве. На ее основе в НИИЯФ разработана, ставшая классической, теория радиационных поясов Земли. Исследованы возможности существования радиационных поясов у других небесных тел.
В результате многолетних исследований на спутниках изучена аномальная компонента космических лучей и идентифицировано ее зарядовое состояние, близкое к состоянию однократно ионизованных атомов. Это принципиально отличает аномальную компоненту от других видов космического излучения. Открыто явление захвата этих космических лучей магнитосферой Земли.
Получены новые результаты по составу и динамике многокомпонентного ионного кольцевого тока на основе данных аппаратуры, разработанной в НИИЯФ и установленной на геостационарных спутниках. Впервые показана важная роль ионосферного кислорода с энергиями в десятки кэВ в формировании кольцевого тока во время геомагнитных возмущений и детально исследована динамика относительного содержания ионов солнечного и ионосферного происхождения на различных стадиях развития магнитных бурь. Эти экспериментальные работы внесли существенный вклад в понимание физики процессов, связанных с образованием горячей плазмы и энергичных частиц во внутренней магнитосфере.
Открыт и исследован пояс малоэнергичных ионов в области внутреннего радиационного пояса Земли.Показано, что источником этих ионов служит расщепление ядер кислорода остаточной атмосферы энергичными протонами внутреннего пояса.
В рамках концепции магнитосферно-ионосферного взаимодействия исследована природа полярных сияний и дано объяснение природы тонкой структуры (дискретности) полярных сияний.
Разработана модель движения энергичных частиц с переменным зарядом в магнитосфере Земли, которая позволила объяснить захват космических лучей магнитосферой Земли.
Предложен принципиально новый подход к моделированию магнитосферных процессов и явлений, позволяющий исследовать динамику магнитосферных токовых систем и их вклад в вариации геомагнитного поля, в том числе во время сильных магнитосферных возмущений. На базе этого подхода создана динамическая модель магнитосферы Земли, позволяющая количественно описывать магнитное поле в магнитосфере Земли, созданное крупномасштабными магнитосферными токовыми системами.Разработана физико-математическая модель явления электризации космических аппаратов, обусловленная их взаимодействием с горячей магнитосферной плазмой и заряженными частицами радиационных поясов и создано программное обеспечение для его компьютерного моделирования. Предложены и внедрены методы защиты космических аппаратов от воздействия электризации.
Детально изучены ряд новых явлений в солнечных космических лучах (СКЛ). Показано, что во всех вспышках ускоряются как электроны малых энергий, так и протоны. Этот факт позволил исключить из научного обихода термин "электронные вспышки", который предполагал, что существуют вспышки, в которых ускоряются только электроны.
Обнаружен эффект группового отражения СКЛ от некоторого "зеркала", расположенного за 1 а.е., с высокой положительной анизотропией потока (+90%). Эти данные указывают на существование магнитных пробок за орбитой Земли, высокую коллимацию потока СКЛ и существование вторичного источника частиц после короткой (импульсной) генерации их во вспышке.

По направлению физика высоких энергий:

Создан один из крупнейших в стране автоматизированный комплекс по обработке и анализу информации с больших трековых детекторов. С использованием этого комплекса сотрудниками института в рамках международных коллабораций проведено изучение мягких адронных процессов в области энергий 12 350 ГэВ (с пионами, каонами, протонами, антипротонами, нейтрино) на ряде крупных физических установок (водородной пузырьковой камере "Мирабель", 15 футовой пузырьковой камере, двухметровой пузырьковой камере, Европейском гибридном спектрометре). Получены обширные и уникальные экспериментальные данные о характеристиках множественного рождения адронов, включая фрагментационные распределения. Исследованы эксклюзивные каналы реакций, угловые и импульсные корреляции вторичных частиц, процессы рождения резонансов, процессы аннигиляции. Эти результаты позволили провести надежную проверку предсказаний феноменологических моделей, в том числе дуально-партонной модели и модели кварк-глюонных струн, основанных на фундаментальной теоретической схеме дуально-топологической унитаризации.
Впервые в России совместно с рядом научно-технических предприятий с ведущей ролью НИИЯФ МГУ создана комплексная система по разработке, проектированию, массовому производству и тестированию больших кремниевых сплошных и микростриповых детекторов. На их основе (в DESY, Германия) построен адрон-электронный сепаратор для установки ZEUS (HERA).
На установке ZEUS коллайдера HERA с участием сотрудников института получены важные результаты по глубоконеупругим процессам в электрон-протонных взаимодействиях при энергии 300 ГэВ. Впервые на сверхмалых расстояниях исследована структура протона, фотона, померона. Обнаруженные при этом новые закономерности, такие как рост кварк-глюонной плотности, неупругая дифракция в глубоконеупругих процессах, несохранение s-канальной спиральности при рождении векторных мезонов, оказали существенное влияние на развитие современной теории сильных взаимодействий - квантовой хромодинамики. Проведены исследования механизма образования векторных мезонов и частиц с открытым очарованием в глубоконеупругих и дифракционных процессах. Обнаружен эффект несохранения s-канальной спиральности при образовании и -мезонов.
В эксперименте D0 на самом большом в мире коллайдере с энергией 1,8 ТэВ большим международным объединением ученых (с участием сотрудников НИИЯФ) в протон-антипротонных столкновениях открыт самый тяжелый кварк - топ-кварк с массой 175 ГэВ и исследованы его основные свойства. Определено наиболее точное значение массы W-бозона. При ведущей роли физиков НИИЯФ МГУ найдены ограничения на массу векторных лептокварков и проводятся работы по открытию одиночного рождения top-кварка в электрослабых взаимодействиях.
Обнаружены новые мезонные резонансы с массами 1,4; 1,6; 1,8 ГэВ/с2 с необычными квантовыми числами, что свидетельствует о возможности существования новой формы ядерной материи и важно для понимания природы фундаментальных сил микромира, а также природы некоторых астрофизических объектов.
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 характеристик процессов с рождением бозона Хиггса, топ-кварка, лептокварков, суперсимметричных партнеров и других частиц Стандартной Модели и ее расширений. Проведенные исследования легли в основу моделирования ряда конкретных экспериментов на коллайдерах Tevatron (ФНАЛ), LEP (ЦЕРН), HERA (ДЭЗИ) и широко используются в разработке программ физических исследований на будущих адронном коллайдере LHC (ЦЕРН) и линейных электрон-позитронных коллайдерах.

По направлению ядерная физика и взаимодействие излучений с веществом:

Обнаружена промежуточная структура дипольного гигантского резонанса (ДГР) средних и тяжелых ядер. Это коренным образом изменило представление о механизме формирования гигантских резонансов различных мультипольностей в атомных ядрах и послужило основой для развития теории высоковозбужденных состояний атомных ядер. Впервые осуществлено исследование отдельных парциальных каналов в сечении фотоядерных реакций. Важный результат исследований - экспериментальное обнаружение нового явления: конфигурационное расщепление ДГР легких ядер, предсказанное ранее в НИИЯФ. Оказалась, что обнаруженное в эксперименте новое физическое явление, масштабное конфигурационное расщепление ДГР у ядер с незамкнутыми оболочками, обусловлено влиянием оболочечной структуры ядра на форму сечения поглощения гамма-квантов в области энергий 10-30 МэВ. В области легких ядер конфигурационное расщепление является определяющим при формировании структуры сечения фотоядерных реакций.
Разработан метод редукции, позволяющий в рамках единого подхода проводить обработку сечений реакций, полученных в разных экспериментах, выявлять и устранять систематические погрешности определенных типов и, тем самым, получать оцененные данные с существенно более высокой точностью и надежностью. С использованием оцененных данных выполнен ряд оригинальных исследований промежуточной структуры ДГР для значительного количества легких, средних и тяжелых ядер, впервые найдены параметры изоспинового расщепления ДГР нескольких легких и средних ядер, получено подтверждение открытого в НИИЯФ явления конфигурационного расщепления ДГР.
Впервые предложен и разработан метод измерения времени жизни короткоживущих состояний ядра по допплеровским сдвигам. Исследованы - -спектры большого числа нейтронно-дефицитных ядер. Эти работы сыграли важную роль в развитии представлений о структуре деформированных ядер. Осуществлен метод угловых распределений гамма-лучей ориентированных ядер при сверхнизких температурах и получены данные о магнитных моментах некоторых радиоактивных ядер и сверхтонких полях на ядрах.
Методами эффекта Мессбауэра в ряде интерметаллических соединений обнаружен эффект "магнитного подавления" электрического квадрупольного взаимодействия.
При исследовании рассеяния частиц монокристаллами открыто новое физическое явление, названное "Эффектом теней". Оказалось, что при облучении монокристаллов потоком ускоренных ядерных частиц в угловых распределениях рассеянных частиц и продуктов ядерных реакций появляются характерные минимумы интенсивности (тени), рельефно воспроизводящие структуру кристалла. На основе этого эффекта предложен и разработан метод измерения времени протекания ядерных реакций cверхмалой длительности (10-15-10-19 с).
Обнаружено явление дополнительной временной задержки процесса деления тяжелых ядер, обусловленное временем жизни возбужденных состояний во второй потенциальной яме. Получены данные о нарушении аксиальной и зеркальной симметрии формы ядер в возбужденных состояниях второй потенциальной ямы, абсолютные значения плотности уровней во второй потенциальной яме в широком диапазоне энергий возбуждения. Показано также, что законы распада тяжелых возбужденных ядер в отдельных случаях имеют неэкспоненциальную форму. Развита модель флуктуационно-диссипативной динамики ядерного деления. Предложен новый метод измерения времен протекания ядерных реакций, основанный на явлении торможения быстрых ионов в веществе.
Впервые предсказан эффект околобарьерного возбуждения ядер при неупругом рассеянии заряженных частиц атомными ядрами. Эффект обнаружен экспериментально и нашел широкое применение в физике ядерных реакций.
Предсказан, экспериментально обнаружен и исследован новый класс прямых ядерных процессов - двухступенчатых ядерных реакций. Эти работы лежат в основе нового направления - физики многоступенчатых процессов в ядерных реакциях.
Исследованы особенности в упругом рассеянии и поляризации протонов низких и средних энергий ядрами, позволившие дать новое объяснение изотопическому эффекту в рассеянии протонов и показать, какую достоверную информацию о свойствах атомных ядер можно получить при исследовании изотопического эффекта. Создан новый метод определения средних параметров дисперсионного оптического потенциала, что позволило расширить применение дисперсионного оптико-модельного анализа для исследования характеристик нуклонных одночастичных состояний большого числа сферических стабильных и нестабильных ядер.
Создана теория ассоциирования нуклонов в атомных ядрах, основанная на многочастичной модели оболочек. В рамках этой теории удалось понять свойства тяжелого кластерного распада средних и тяжелых ядер и предложить для описания взаимодействия между кластерами глубокие потенциалы притяжения с запрещенными состояниями. С использованием кластерных степеней свободы удалось также описать свойства ряда легких ядер. Эти работы получили дальнейшее развитие и обоснование на более глубоком, кварковом уровне рассмотрения.
Предложен, теоретически обоснован и экспериментально реализован новый метод определения характеристик ориентированных ядер в возбужденном состоянии, основанный на измерении угловых корреляций продуктов реакции в разных плоскостях их регистрации. Эксперимент проведен на ускорителе НИИЯФ МГУ на примере частица-гамма-квант угловых корреляций. Разработанная методика измерения и созданный теоретический аппарат позволили одновременно получить целый комплекс экспериментальных данных для ряда ядер (от бериллия до кремния) и впервые определить как объемные, так и поляризационные характеристики этих ядер, прямое измерение которых затруднено, а в ряде случаев вообще невозможно.
Разработаны новые методы квантовой теории столкновений применительно к актуальным проблемам физики ядерных реакций, атомных и мезоатомных процессов. Решен ряд задач, важных для дальнейшего развития исследований по проблемам коллективного возбуждения ядер в мезоноядерных взаимодействиях, квазиупругого выбивания нуклонов и нуклонных ассоциаций из ядер частицами высокой энергии, мюонного катализа ядерного синтеза, физики антипротонов низких энергий, теории автоионизационных процессов в атомной физике.
Открытие в институте явления "Эффект теней" дало толчок к развитию нового направления в изучении взаимодействия частиц с веществом - физики ориентационных эффектов. Был получен ряд новых результатов. В частности, обнаружено увеличение выхода ядерных реакций на монокристаллических мишенях, радужное рассеяние ионов цепочкой атомов монокристалла, резонансное деканалирование. Наиболее прямым способом экспериментально установлена связь между величиной энергии, переданной в ион-атомном столкновении, и прицельным параметром удара.
Разработан метод изучения пространственной локализации примесных атомов в решетках ряда полупроводниковых кристаллов, основанный на эффекте взаимной экранировки цепочек. Этим методом удалось впервые провести локализацию имплантированных атомов Zn, Sn и Sb в решетке кристаллов GaP и GaAs.
Обнаружен новый эффект самоорганизации дефектов в периодические структуры на поверхности кристаллов. Этот эффект стал одним из экспериментальных фактов, послуживших базисом теории электронно-деформационно-тепловой неустойчивости, объясняющей генерацию дефектов в кристаллах в допороговой области энергии лазерного воздействия.
Институту принадлежит приоритет в установлении основных закономерностей и особенностей в сечениях однократной и многократной ионизации и перезарядки быстрых ионов и атомов. Разработан экспериментальный метод определения среднего заряда быстрых ионов при прохождении их в твердом теле, изучены процессы образования метастабильных частиц при электронном захвате, измерены времена жизни ряда автоионизационных состояний литиеподобных ионов легких элементов.
Предложен новый метод, который был широко реализован во многих ядерно-физических лабораториях мира, позволяющий непосредственно получать импульсные распределения электронов на отдельных орбиталях с фиксированной энергией связи, - метод квазиупругого выбивания электрона электроном высокой энергии (e,2e) из атомов, молекул и твердотельных пленок.
С использованием пучков протонов от ускорителей выполнены работы, позволившие создать и внедрить новый метод спектрометрии ядерного обратного рассеяния (ЯОР) протонов поверхностными слоями материалов. Путем применения метода ЯОР в комплексе с методами структурного анализа получены новые данные по закономерностям процессов высокотемпературного окисления, плазменно-электролитического оксидирования, термодиффузионного азотирования и высокодозной ионной имплантации металлов, ионно-плазменного нанесения износостойких покрытий на основе оксидов, нитридов и карбидов металлов. Благодаря проведенным исследованиям метод ЯОР стал таким же высокоэффективным методом анализа структуры и состава поверхностного слоя материалов, как метод резерфордовского обратного рассеяния.
Разработана технология промышленного производства и методика применения нового радиофармпрепарата на основе хлорида таллия-199 для томографической диагностики заболеваний сердечной мышцы.
Разработана технология получения тонких пленок силицидов титана и методики определения толщины легированных слоев и распределения дефектов по глубине. Совместно с Институтом медико-биологических проблем РАН созданы новые типы дозиметров космической радиации. Совместно с Институтом радиоэлектроники разработаны принципиально новые высокочувствительные детекторы для использования в рентгеновском флюоресцентном анализе и масс-спектроскопии биологических молекул и в радиоастрономии.
Совместно с ФИАН создан первый в нашей стране и один из первых в мире квантовый парамагнитный усилитель. Эти новые высокочувствительные квантовые усилители внедрены в системы дальней космической связи и радиоастрономию.
Изучены свойства лазеров с кольцевыми резонаторами для создания гироскопических устройств. В исследовании непрерывно действующих твердотельных лазеров институт занял одно из ведущих мест в мире.
Впервые выдвинута идея применения несамостоятельного разряда с внешним источником ионизации для генерации света, что позволило создать мощный СО2-лазер. Эти разработки успешно использованы на ряде промышленных предприятий страны.
Обнаружен ряд новых физических явлений, определяющих параметры газоразрядных приборов и возможности плазменных технологий. Созданы яркие, эффективные и экологически безопасные источники света. Разработан метод синтеза тонких сплошных алмазных мембран из плазмы СВЧ-разряда. Построена теоретическая модель плазмы несамостоятельного разряда с макрочастицами.
Созданы высокочувствительные квантовые магнитометры с оптической накачкой, работающие при комнатной температуре, твердотельные кольцевые чип-лазеры с полупроводниковой накачкой с широкими перспективами использования в метрологии, экологии, в лазерных технологиях.
Благодаря использованию синхротронного излучения для исследования люминесценции найдены новые механизмы релаксации энергии в диэлектриках и построена согласованная модель процессов релаксации энергии за счет электрон-электронных и электрон-фотонных процессов. Обнаружены два типа спектров возбуждения люминесценции в области фундаментального поглощения и построена двухканальная модель рекомбинации скоррелированных электронно-дырочных пар. Обнаружено и дано объяснение явлению непропорциональности квантового выхода и неэкспоненциальной зависимости кинетики быстрой люминесценции от энергии возбуждающих фотонов. Найдены новые механизмы люминесценции при возбуждении вблизи остовных уровней из-за образования многозарядных ионов и создания комплексных дефектов.
В исследовании сцинтилляторов и в разработке их применения в физике высоких энергий, в ядерной физике и в медицине НИИЯФ занимает ведущие позиции.

Институт и его сотрудники участвуют в грантах РФФИ, проектах Минобрнауки и др. Так в 2005 г. научные исследования проводятся по 55 грантам РФФИ, 5 грантам ведущих научных школ, 4 Международным грантам, 8 грантам "Университеты России" и по другим проектам.

У института широкие международные связи в рамках долгосрочных научных соглашений с 34 зарубежными научными центрами в 14 странах мира. Институт вносит большой вклад в подготовку и выполнение крупных экспериментальных проектов на ускорителях в ДЭЗИ (Германия), ЦЕРН (Швейцария), Брукхейвенской и Фермиевской национальных лабораторий (США) и др.

Научные исследования в институте выполняют 407 научных сотрудников, из них 88 докторов наук (45 имеют звание профессора), 252 кандидата наук и 67 научных сотрудников без ученой степени.

В НИИЯФ работают 9 лауреатов Государственной премии, 3 лауреата премии Ленинского комсомола, 24 лауреата Ломоносовской и 4 лауреата Шуваловской премий МГУ, 4 заслуженных деятеля науки Российской Федерации. 11 сотрудников избраны академиками Международной академии наук высшей школы. Большое число сотрудников - члены научных советов, обществ, редколлегий журналов.

НИИЯФ МГУ включает в себя 15 научных отделов: космофизических исследований (заведующий проф. М.И. Панасюк), космических излучений (к.ф.м.н. И.В.Яшин), частиц сверхвысоких энергий (проф. Н.Н. Калмыков), теоретической и прикладной космофизики (к.ф.м.н. В.И. Тулупов), экспериментальной физики высоких энергий (проф. П.Ф. Ермолов), теоретической физики высоких энергий (проф. В.И. Саврин), излучений и вычислительных методов (д.ф.м.н. А.П. Кропоткин), ядерных и космических исследований (проф. Л.С. Новиков), физики атомного ядра (д.ф.м.н. Н.Г. Чеченин), ядерных реакций (проф. О.А. Юминов), ядерно-спектроскопических методов (проф. Д.Л. Блохинцев), электромагнитных процессов и взаимодействия атомных ядер (проф. Б.С. Ишханов), физических проблем квантовой электроники (проф. В.В. Михайлин), микроэлектроники (проф. А.Т. Рахимов), научно-технической информации (проф. Е.А. Романовский), а также лаборатории практикумов для обеспечения учебного процесса на Отделении ядерной физики физического факультета: общего ядерного и атомного практикума (к.ф.м.н. В.В. Радченко), специального практикума (к.ф.м.н. Ю.В. Попов), компьютерный класс (проф. И.Г. Персианцев). Институт имеет филиал в г. Дубна Московской области (директор к.ф.м.н. Т.В. Тетерева).

НИИЯФ МГУ - база Отделения ядерной физики (ОЯФ) физического факультета МГУ. ОЯФ объединяет 9 кафедр: атомной физики, физики плазмы и микроэлектроники; космических лучей и физики космоса; общей ядерной физики; физики элементарных частиц; физики атомного ядра и квантовой теории столкновений; квантовой теории и физики высоких энергий; оптики и спектроскопии; физики ускорителей высоких энергий; нейтронографии.

На 9 кафедрах ОЯФ в 2004-2005 учебном году обучаются 331 студент и 120 аспирантов.

В учебном процессе ОЯФ в большой степени задействованы штатные сотрудники НИИЯФ МГУ, работающие как в специальных учебных лабораториях практикумов, так и в научных подразделениях института.

На базе филиала НИИЯФ в Дубне образован Межфакультетский центр "Строение вещества и новые материалы". Учредителями центра являются: НИИЯФ, физический факультет, факультет наук о материалах и Объединенный институт ядерных исследований. Председатель совета центра - профессор М.И. Панасюк, директор центра, профессор В.Л. Аксенов, ОИЯИ. Центр создан для организации целевой подготовки студентов, аспирантов и повышения квалификации специалистов по направлению "Исследования конденсированных сред ядерно-физическими методами (твердые тела и жидкости, химические соединения и реакции, биологические объекты, новые материалы)". Филиал НИИЯФ МГУ обеспечивает центр аудиторным фондом, общежитием и административным сопровождением учебного процесса. Ведущие специалисты ОИЯИ и МГУ читают лекционные курсы, проводят лабораторные работы, руководят производственной практикой и научной работой слушателей.

За работы, выполненные в НИИЯФ МГУ, 130 научным работникам присвоена ученая степень доктора наук, а 890 сотрудникам, преподавателям ОЯФ и аспирантам присуждена ученая степень кандидата наук. Сотрудники института удостоены 90 правительственных наград. Учеными института сделано 12 зарегистрированных открытий. Опубликовано 220 монографий, 330 учебников и учебных пособий, 140 научно-популярных и информационных изданий.

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 Ленинского комсомола, 17-ти Ломоносовских премий МГУ, 2-х премий им. И.И. Шувалова.

За годы своего существования на базе НИИЯФ МГУ Отделением ядерной физики подготовлено свыше 5000 специалистов. Выпускники ОЯФ внесли достойный вклад в создание ядерного щита страны, всестороннее развитие фундаментальных исследований в области ядерной физики, физики Космоса, атомной физики, квантовой электроники. В числе выпускников - Герои Социалистического труда, лауреаты Ленинских и Государственных премий, руководители крупнейших научных центров и учебных заведений.

Среди выпускников ОЯФ - академики РАН: Е.Н. Аврорин, Е.П. Велихов, С.С. Герштейн, Г.Т. Зацепин, Б.Б. Кадомцев, В.Г. Кадышевский, О.И. Крохин, А.А.Логунов, Ю.Е. Нестерихин, Ю.Д. Прокошин, В.Д. Русанов, Р.З. Сагдеев, А.Н. Скринский, Г.Б. Христаинсен, А.Е. Чудаков, В.Д. Шафранов, И.Ф. Щеголев, Д.В. Ширков, Л.П. Феоктистов, члены-корреспонденты РАН: Ю.Г. Абов, Ю.Н. Бабаев, М.В. Данилов, С.П. Денисов, В.С. Имшенник, Б.Л. Иоффе, Д.А. Киржниц, В.А. Кузьмин, С.П. Курдюмов, А.Н. Лебедев, И.Н. Мешков, С.И. Никольский, В.Д. Письменный, В.И. Ритус, О.Г. Ряжская, В.А. Сидоров, И.С. Шапиро, Ф.Л .Шапиро.

М.И. Панасюк,
Е.А. Романовский,
В.И. Саврин

Виртуальный тур и фильмы о факультете

Вестник МГУ. Серия 3.
Физика. Астрономия