Отделения и кафедры факультета

Кафедра космических лучей и физики космоса

Заведующий кафедрой
профессор Михаил Игоревич Панасюк

Кафедра космических лучей и физики космоса была создана в 1946 г. на базе возглавлявшейся академиком Д.В. Скобельцыным кафедры радиоактивности и атомного ядра физического факультета МГУ. Она вошла в состав отделения строения вещества физического факультета, ныне — отделения ядерной физики. Тогда же в качестве основной научной базы отделения был организован 2-ой научно-исследовательский физический институт, ныне Научно-исследовательский институт ядерной физики (НИИЯФ МГУ) им Д.В. Скобельцына.

Зав. кафедрой космических лучей и
физики космоса, профессор М.И.Панасюк

м заведующим кафедрой космических лучей был академик С.Н. Вернов, в настоящее время кафедру возглавляет профессор Михаил Игоревич Панасюк.

Научная история кафедры неразрывно связана с историей НИИЯФ МГУ как основной базы научной подготовки студентов и проведения научно-исследовательских работ сотрудниками кафедры. Кроме того, кафедра имеет тесные контакты с лабораторией космических лучей Физического института им. П.Н. Лебедева (ФИАН), Отделом лептонов высоких энергий Института ядерных исследований (ИЯИАН), Институтом земного магнетизма и распространения радиоволн, Институтом космических исследований.

На кафедре сформировались научные школы:

научная школа академика С.Н. Вернова — по изучению радиационных поясов Земли и первичных космических лучей за пределами атмосферы на искусственных спутниках Земли;
научная школа академика Г.Т. Зацепина — по физике космических лучей, нейтринной физике и астрофизике;
научная школа академика А.Е. Чудакова — по физике лептонов высокой энергии и гамма-астрономии;
научная школа академика Г.Б. Христиансена — по исследованию космических лучей сверхвысоких энергий методом широких атмосферных ливней.

Академик С.Н.Вернов,
первый заведующий кафедрой
космических лучей

В настоящее время на кафедре ведутся исследования по следующим основным направлениям:

Космические лучи и фундаментальные взаимодействия. Основные проблемы, стоящие перед экспериментаторами, — определение спектра и химического состава космических лучей, а также изучение механизмов генерации частиц высоких энергий, поиск новых фундаментальных частиц, обнаружение новых неизвестных состояний материи на ускорителях высоких энергий, изучение структуры и динамики ядерной материи при высоких энергиях в сильных и электромагнитных взаимодействиях. Руководители — проф. М.И. Панасюк, проф. И.В. Ракобольская, проф. Л.И. Сарычева.

Астрофизика космических лучей. Основной задачей является изучение физических процессов, связанных с происхождением, ускорением и распространением космических лучей. Руководители — проф. Н.Н. Калмыков, проф. М.И. Панасюк.

Нейтринная астрофизика. Задачей экспериментальной нейтринной астрофизики является наблюдение нейтрино, испускаемых активными ядрами галактик при гравитационных коллапсах звезд, а также регистрация нейтрино, образовавшихся при термоядерных реакциях на Солнце. Руководители — акад. Г.Т. Зацепин, с.н.с. Л.А. Кузьмичев.
Рентгеновская и гамма-астрономия. Изучение характеристик космического рентгеновского и гамма-излучений имеет фундаментальное значение как для астрофизики, так и для физики в целом, так как позволяет судить о процессах в межзвездной среде и астрофизических объектах. Руководители — доц. В.И. Галкин, доц. С.И. Свертилов.

Космическая физика и солнечно-земные связи. Исследование сложного комплекса солнечно-земных взаимодействий носит название «космическая погода» и экспериментально изучается с помощью наземных, баллонных и спутниковых методов. Руководители — проф. М.И. Панасюк, проф. А.П. Кропоткин, проф. И.С. Веселовский, проф. С.Н. Кузнецов, в.н.с. Е.Е. Антонова.

Сотрудниками кафедры в содружестве с учеными НИИЯФ МГУ и академических институтов получены крупные научные результаты:

открыт ядерно-каскадный процесс в атмосфере Земли (Д.В. Скобельцын, Г.Т. Зацепин, Н.А. Добротин);
обнаружен излом в энергетическом спектре космических лучей при энергии 3·10¹⁵ эВ (С.Н. Вернов, Г.Б. Христиансен, Г.А. Куликов);
исследованы радиационные пояса Земли (С.Н. Вернов, А.Е. Чудаков, А.И. Лебединский);
предсказано обрезание энергетического спектра космических лучей при энергии 10¹⁹ — 10²⁰ эВ (Г.Т. Зацепин, В.А. Кузьмин);
предсказано, по данным широких атмосферных ливней, нарушение скейлинга адронных взаимодействий при переходе от ускорительных энергий к сверхвысоким (Г.Б. Христиансен, Н.Н. Калмыков, Б.А. Хренов);
создан новый прибор — ионизационный калориметр, позволяющий измерять энергию элементарных частиц с большой точностью, получивший распространение во всем мире (Н.Л. Григоров, В.С. Мурзин);
получен спектр и угловое распределение мюонов космических лучей при сверхвысоких энергиях с указанием на возможность прямого рождения мюонов (Г.Т. Зацепин, И.В. Ракобольская, Н.Н. Калмыков);
наблюдено явление выстроенности высокоэнергичных адронов в акте ядерного взаимодействия и экспериментально подтвержден эффект Ландау — Померанчука — Мигдала в эксперименте «Памир» (И.В. Ракобольская, И.П. Иваненко, Т.М. Роганова, Л.Г. Свешникова и сотрудники ФИАН);
обнаружен дефицит солнечных нейтрино с помощью впервые предложенного метода галлий-германиевых детекторов (Г.Т. Зацепин);
изучена аномальная компонента космических лучей и идентифицировано ее зарядовое состояние, близкое к состоянию однократно-ионизованных атомов (М.И. Панасюк, Н.Л. Григоров).

Сотрудники кафедры космических лучей и физики космоса

Сотрудники кафедры являются лауреатами премий:

С.Н. Вернов, Г.Т. Зацепин, А.Е. Чудаков, Г.Б. Христиансен — Ленинской премии; Г.Т. Зацепин — Сталинской и Государственной премий; Г.Т. Зацепин, Н.Н. Калмыков, Л.И. Сарычева, М.И. Панасюк — Ломоносовских премий.
Кафедра активно участвовала в Федеральной целевой программе «Интеграция» по темам «Исследование космических лучей предельно высоких энергий с помощью установок широких атмосферных ливней» и «Физика атмосферы, ближнего космоса и космических лучей», в Федеральной целевой научно-технической программе по разделу «Фундаментальная ядерная физика» и приоритетных направлениях Министерства науки.

Научная работа кафедры тесно связана с международными научными центрами. Коллектив, руководимый проф. Л.И. Сарычевой, сотрудничает с Брукхейвенской национальной лабораторией (США) и с Европейским центром ядерных исследований (ЦЕРН), проф. И.В. Ракобольская — с рядом институтов Японии и Лодзинским университетом, проф. Н.Н. Калмыков — с Ядерно-физическим исследовательским центром г. Карлсруэ и Лабораторией CУБATEK университета г. Нанта (Франция), проф. А.П. Кропоткин — с университетом штата Мериленд (США), проф. Г.Т. Зацепин — с Национальной лабораторией Гран-Сассо (Италия), проф. С.Н. Кузнецов — с Университетом Алкала (Испания) и с Институтом экспериментальной физики Словацкой академии наук, проф. М.И. Панасюк — с Институтом космических исследований (Австрия) и университетом г. Киля (Германия).

Кафедра активно участвует в организации и проведении международных и Всероссийских конференций, а также Европейского симпозиума по космическим лучам (совместно с НИИЯФ МГУ).

Сотрудники кафедры читают общие лекционные курсы:

Ядерная физика (для студентов геологического факультета МГУ) — проф. И.В. Ракобольская.
Ядерная физика (для студентов астрономического отделения физфака МГУ) — проф. Л.И. Сарычева.
Численные методы — доц. В.И. Галкин.

Специальные курсы кафедры:

Электронные приборы для ядерной физики (доц. С.И. Свертилов).
Взаимодействие излучения с веществом (ст.преп. Е.А. Мурзина).
Физика высоких энергий и элементарные частицы (проф. Л.И. Сарычева).
Современные методы нелинейного анализа сложных систем (синергетика) (проф. А.П. Кропоткин).
Введение в физику космических лучей (проф. И.В. Ракобольская).
Нейтрино и нейтринная астрофизика (доц. Б.И. Горячев).
Солнечно-земные связи (проф. М.И. Панасюк).
Космические лучи сверхвысоких энергий (проф. Н.Н. Калмыков).
Фундаментальные взаимодействия и космические лучи (проф. Л.И. Сарычева).
Физика межпланетного и околоземного пространства (проф. И.С. Веселовский).
Гамма-астрономия высоких энергий и рентгеновская гамма-астрономия (доц. В.И. Галкин, доц. С.И. Свертилов).

Кафедра организовывала научные и студенческие экспедиции на Памир и в район озера Байкал для обслуживания установок по космическим лучам. Студенческая практика в рамках международного сотрудничества проходила в ЦЕРНе, Брукхейвене и Университете Васеда (Япония).

На кафедре работают уникальные практикумы — специальный ядерный практикум, практикум по космическим лучам, практикум по ядерной электронике с обработкой сигнала в реальном времени.

Виртуальный тур и фильмы о факультете

Вестник МГУ. Серия 3.
Физика. Астрономия