Отделения и кафедры
факультета
Кафедра общей ядерной физики
Заведующий кафедрой
профессор Ишханов Борис Саркисович
Весной 1946 года Дмитрий Владимирович Скобельцын организовал
на физическом факультете МГУ и возглавил спецкафедру, которая
должна была обеспечить высококачественную подготовку специалистов
по ядерным специальностям. Академик Д.В. Скобельцын был основателем
ядерной физики в СССР. Его научная деятельность охватывала различные
направления ядерной физики, физики космических лучей, физики
высоких энергий, квантовой электродинамики. Д.В. Скобельцын
основал Научно-исследовательский институт ядерной физики МГУ
и был его директром с 1946 по 1960 г.
Академик
В.И.Векслер (1907-1966)
В 1949 году было проведено разделение спецкафедры на пять кафедр.
Кафедру ускорителей возглавил Владимир Иосифович Векслер. В
декабре 1949 г. на кафедре состоялся первый выпуск — 10 студентов,
большинство которых пришло в МГУ с фронта.
К работе на кафедре ускорителей В.И. Векслер привлек А.А. Коломенского
и В.А. Петухова — крупнейших специалистов по физике ускорителей
и одновременно блестящих лекторов. С конца 50-х годов кафедра
ускорителей, помимо подготовки специалистов по физике ускорителей
и физике ядерных взаимодействий, стала организатором учебного
процесса по завершающему разделу курса общей физики для всех
студентов физического факультета МГУ — курсу ядерной физики.
В 1961 году В.И. Векслер переехал в Дубну, где возглавил Лабораторию
высоких энергий ОИЯИ. Заведующим кафедрой стал Андрей Александрович
Коломенский. Кафедра проводила подготовку специалистов как по
физике ускорителей и физике плазмы, так и по физике ядерных
процессов. В связи с этим название кафедры было несколько расширено
и она стала называться «Кафедра ядерных взаимодействий и ускорителей».
С годами на кафедре сложились два основных научных направления,
успешно взаимодействующих в физических исследованиях. Физика
пучков заряженных частиц и физика плазмы составляла предмет
главных научных интересов проф. А.А. Коломенского и его учеников
В.К. Гришина и О.И. Василенко. Изучение возбужденных состояний
атомных ядер и ядерных реакций было предметом научных исследований
Б.С. Ишханова, И.М. Капитонова, В.Г. Сухаревского, Ф.А. Живописцева,
Н.Г. Гончаровой, Э.И. Кэбина. А.В. Шумаков посвятил свои усилия
проблемам автоматизации физического эксперимента. Одновременно
с подготовкой студентов кафедры по этим основным научным направлениям,
сотрудники кафедры преподавали заключительный раздел курса общей
физики — физику ядра и частиц студентам физического факультета
МГУ, что включало чтение лекций, семинарские занятия и практикум.
В 1987 году кафедра получила новое наименование «Кафедра общей
ядерной физики». Заведующим кафедрой был избран профессор Борис
Саркисович Ишханов.
Профессор
А.А.Коломенский
(1920-1990)
Сотрудники кафедры читают для студентов свыше сорока спецкурсов.
Разнообразие тем спецкурсов соответствует основным направлениям
подготовки выпускников кафедры. К чтению спецкурсов привлекаются
профессора других кафедр физического факультета и научные сотрудники
НИИЯФ.
Общий ядерный практикум является неотъемлемой частью обучения
на физическом факультете МГУ. Ежегодно его выполняют более 300
студентов 25 различных кафедр. Основная задача практикума —
освоение новых методов проведения и анализа сложнейших научных
экспериментов в ядерной физике — физике частиц и физике взаимодействий.
Студенты знакомятся с современной экспериментальной аппаратурой,
самостоятельно проводят измерения и обработку различных ядерных
характеристик и ядерных реакций. Ежегодно к работе в практикуме
привлекается около 20 преподавателей кафедры, сотрудников и
аспирантов НИИЯФ. Кроме того, как показал опыт последних лет,
широкое привлечение молодых сотрудников НИИЯФ для работы со
студентами в практикуме оказывается важным как для более успешного
взаимодействия со студентами, так и для профессиональной подготовки
самих сотрудников.
Импульсный
разрезной микротрон
непрерывного действия на 70 МэВ
Кафедрой общей ядерной физики физического факультета МГУ совместно
с НИИЯФ МГУ создан сайт «Ядерная физика в Интернете» (nuclphys.sinp.msu.ru),
на котором в режиме открытого доступа публикуются учебные и
справочные материалы по физике ядра и частиц и смежным дисциплинам.
В первую очередь это материалы соответствующего раздела курса
общей физики, читаемого на физических факультетах классических
университетов. Одновременно происходит наполнение его материалом,
касающимся спецкурсов и прикладных аспектов физики ядра.
Публикуемые материалы размещены в нескольких разделах:
- материалы общего курса (лекционные материалы, задачи и
их решения, методические разработки и т.п.);
- материалы спецкурсов;
- справочные материалы (линк-листы сайтов научных центров,
научных журналов, учебных материалов, опубликованных на других
сайтах по ядерной физике и смежной тематике, интерфейсы и
ссылки на базы ядерных данны х и т.п.);
- автоматизированные системы проверки и самопроверки знаний;
- виртуальные консультации;
- виртуальный лабораторный практикум и др.
Материалами сайта пользуются студенты и преподаватели как физичекого
факультета МГУ, так и других вузов.
Основные направления научной работы на кафедре: физика ускорителей,
фундаментальная ядерная физика, физика высоких энергий, радиационные
процессы и новые материалы, поддержка и развитие баз данных
по ядерной физике, в частности, по физике электромагнитных взаимодействий,
радиоэкология, автоматизация эксперимента, компьютерное моделирование.
Кафедра заняла лидирующее положение в такой важной области,
как генерация непрерывных сильноточных электронных пучков. На
базе разработок, выполненных на кафедре, в ОЭПВАЯ НИИЯФ МГУ
впервые в мире созданы ускорители с непрерывными электронными
пучками большой мощности, которые, помимо фундаментальных исследований,
оказались незаменимыми и при решении многих прикладных задач
— таких, например, как трансмутация элементов, т.е. изменение
элементного состава образца под действием интенсивного пучка
частиц, что представляет интерес для решения широкого круга
фундаментальных и прикладных задач.
На двухсекционном компактном ускорителе электронов с большой
мощностью пучка, запущенном в 2001 г., проведены сеансы облучения
образцов полупроводниковой техники, космических материалов.
Совместно с НПП Торий изготовлены три секции ускоряющих структур
для строящегося в Институте ядерной физики г. Майнц (ФРГ) двустороннего
микротрона с непрерывным пучком электронов на энергию 1,5 ГэВ.
Главное преимущество ускорителей непрерывного действия — стопроцентный
фактор заполнения рабочего цикла, т.е. в таких ускорителях пучок
генерируется непрерывно, в отличие от импульсных ускорителей,
где доля времени существования пучка обычно составляет 0,1%.
За счет этого максимальная скорость набора статистики на 2—3
порядка выше, чем на импульсных ускорителях, что дает возможность
изучать редкие процессы с малыми сечениями, недоступные для
наблюдения на обычных ускорителях.
Сотрудники кафедры, студенты и аспиранты занимаются также теоретическими
исследованиями, в частности, исследованиями структуры и свойств
мультипольных резонансов в сечениях ядерных реакций. В рамках
сотрудничества Московского государственного университета, Национальной
лаборатории JLAB (США) и Национального института ядерной физики
(Италия) на основе модели, развитой в ОЭПВАЯ НИИЯФ МГУ, выполнен
анализ экспериментальных данных по рождению пионных пар виртуальными
фотонами, полученных международной коллаборацией CLAS на непрерывном
пучке электронов ускорителя нового поколения JLAB (США).
Выполнен ряд теоретических и экспериментальных исследований,
посвященных физике электромагнитного излучения релятивистских
электронов в различных средах. Исследования проводились с целью
поисков эффективных источников коротковолнового излучения и
новых методов структурной диагностики конденсированных сред
и анализа параметров ускоренных пучков частиц. Была показана
практическая возможность создания на этой основе источника тормозного
излучения с интенсивностью остронаправленного фотонного пучка,
на порядок превышающей интенсивность традиционных источников.
Эти источники, при использовании пучков электронов с энергиями
до десятка МэВ, будут иметь компактные размеры, но обладать
существенно более высокой эффективностью, чем ныне существующие
аналоги. Экспериментальные исследования в рассматриваемом направлении
проводились на базе ускорителей нового поколения.
Развитие и совершенствование информационного обеспечения —
общая проблема для различных областей человеческой деятельности.
Физические исследования в целом (ядерно-физические, в частности),
— лишь одна из них. Состояние дел в этой области в течение последних
лет характеризуется стремительным ростом объемов получаемой,
анализируемой и используемой информации с одновременным повышением
требований к ее точности и надежности. Это непосредственно связывает
эффективность научных исследований с прогрессом в области информационных
технологий.
Несколько лет назад при координации и под руководством МАГАТЭ
была создана международная сеть Центров ядерных данных для накопления,
обработки и распространения ядерных данных. В состав сети входит
и Центр данных фотоядерных экспериментов НИИЯФ МГУ. В ЦДФЭ за
последние годы создано несколько больших реляционных баз данных
(http://depni.sinp.msu.ru/cdfe/). Например, одна из баз содержит
всю опубликованную информацию обо всех (~2500) известных в настоящее
время стабильных и радиоактивных ядрах, база данных по ядерным
реакциям содержит свыше 1 млн. наборов данных (объем > 500
Мб) из более чем 100 тыс. публикаций.
В 1996 г. на кафедре было создано новое направление научных
исследований: «Радиационные процессы в твердом теле и новые
материалы», что было вызвано необходимостью обеспечить подготовку
специалистов и проведение исследований в области неравновесных
процессов, сопровождающих прохождение пучков ионов и молекулярных
пучков через конденсированные среды. Такие процессы все шире
используются при синтезе материалов с новыми свойствами, получить
которые традиционными способами не представляется возможным.
Другой сферой использования радиационных процессов, также непрерывно
расширяющейся, является развитие ядерно-физических пучковых
методик для диагностики состава и структуры материалов и для
исследования явлений в твердом теле и на поверхности.
Студенты и аспиранты кафедры имеют возможность заниматься физикой
высоких энергий. Исследования в этой области ведутся в НИИЯФ
МГУ в Отделе экспериментальной физики высоких энергий (ОЭФВЭ).
Отдел ведет исследования на крупнейших ускорителях мира: в DESY
(Германия), на Тэватроне в США, в Европейском центре ядерных
исследований CERN (Швейцария). Идет подготовка к экспериментам
на большом адронном коллайдере, строящемся в CERN.
Важным направлением исследований является проблема малых доз
ионизирующих излучений, имеющая не только радиобиологическое,
но и социально-экономическое значение. Естественный фон Земли
и подавляющее число случаев облучения относятся к малым дозам.
Их биологическая опасность остается центральной и спорной проблемой
радиационной медицины и радиоэкологии. Проведен сравнительный
анализ действия малых доз на различные органы и ткани, рассмотрена
проблема порога и делается вывод о его существовании.
В 1982 году проф. Б.С. Ишханов удостоен премии Совета министров
СССР. Профессора кафедры Б.С. Ишханов и И.М. Капитонов являются
авторами открытия №342 «Закономерность конфигурационного расщепления
гигантского дипольного резонанса у легких атомных ядер» (1989
г.). Им же была присуждена Ломоносовская премия.
|