Τμήμα Φυσικής Υψηλής Ενέργειας και Στοιχειωδών Σωματιδίων. Τμήμα Φυσικής Υψηλής Ενέργειας και Στοιχειωδών Σωματιδίων Τμήμα Κβαντικής Θεωρίας

15.02.2023

Προϊστάμενος του τμήματος
Καθηγητής Ντενίσοφ Βίκτορ Ιβάνοβιτς

Το Τμήμα Φυσικής Υψηλής Ενέργειας ιδρύθηκε το 1970 με πρωτοβουλία του διευθυντή του SINP MSU, ακαδημαϊκού S.N. Vernova. Από την ίδρυσή του μέχρι σήμερα, το τμήμα διευθύνεται μόνιμα από τον ακαδημαϊκό Anatoly Alekseevich Logunov. Το τμήμα δημιουργήθηκε ως βάση εκπαίδευσης για την εκπαίδευση ειδικών υψηλής εξειδίκευσης για το Ινστιτούτο Φυσικής Υψηλής Ενέργειας (IHEP) στο Protvino και άλλα παρόμοια επιστημονικά ιδρύματα. Με τη σειρά του, το IHEP έγινε η κύρια επιστημονική βάση του τμήματος. Το τμήμα είχε τη στενότερη σχέση με το IHEP: οι φοιτητές 5ου-6ου έτους περνούσαν τον περισσότερο χρόνο σπουδών τους στο Protvino, όπου εργάζονταν σε εργαστήρια, παρακολούθησαν ειδικά μαθήματα και ολοκλήρωσαν τις διπλωματικές τους εργασίες.

Προϊστάμενος του Τμήματος Κβαντικής Θεωρίας
και φυσική υψηλής ενέργειας
Ο καθηγητής V.I. Ντενίσοφ

Σημαντικές αλλαγές σημειώθηκαν το 1982, όταν, μετά την αναδιοργάνωση, οι περισσότεροι από τους υπαλλήλους του Τμήματος Ηλεκτροδυναμικής και Κβαντικής Θεωρίας (στην αρχή του οποίου στάθηκαν εξέχοντες επιστήμονες όπως οι ακαδημαϊκοί L.D. Landau, M.A. Leontovich, A.S. Davydov, αργότερα εργάστηκαν εκεί I.M.Academician. Lifshits) εντάχθηκε στο τμήμα με επικεφαλής τον Α.Α. Λογκούνοφ. Το ενημερωμένο τμήμα ονομάστηκε κβαντική θεωρία και φυσική υψηλής ενέργειας. Το προσωπικό του τμήματος αυξήθηκε σημαντικά το 1992, όταν συμπεριέλαβε τόσο διάσημους επιστήμονες όπως οι ακαδημαϊκοί V.G. Kadyshevsky, Διευθυντής JINR (Dubna), V.A. Matveev, Διευθυντής INR RAS (Troitsk), D.V. Shirkov, το οποίο ενίσχυσε τους δεσμούς του τμήματος με τα ινστιτούτα της Ρωσικής Ακαδημίας Επιστημών. Εκτός από τα αναφερόμενα ινστιτούτα, το τμήμα είχε πάντα στενή σχέση με το Ινστιτούτο Πυρηνικής Φυσικής του Κρατικού Πανεπιστημίου της Μόσχας, όπου οργανώθηκε το Τμήμα Θεωρητικής Φυσικής Υψηλής Ενέργειας από αποφοίτους του τμήματος. Η αύξηση του αριθμού των μελών του τμήματος συνοδεύτηκε από διεύρυνση των επιστημονικών θεμάτων - το τμήμα έγινε γενικό θεωρητικό.

Εργασία μελέτης

Το προσωπικό του τμήματος δίνει γενικά μαθήματα διαλέξεων: «Κβαντική θεωρία» (6,7 εξάμηνα, Καθ. Yu.M. Loskutov, Καθ. O.A. Khrustalev, Καθ. K.A. Sveshnikov, Καθ. P.K. Silaev), «Ηλεκτροδυναμική» (5,6 εξάμηνα, Καθ. V.I. Γκριγκόριεφ, Καθ. V.I., Καθ. A.A.

Στο τμήμα διδάσκονται τα ακόλουθα ειδικά μαθήματα: «Θεωρία Ομάδων» (Καθ. Ο.Α. Khrustalev, Καθηγητής P.K. Silaev), «Κβαντική Θεωρία Πεδίου» (Καθ. D.A. Slavnov), «Θεωρία επανακανονικοποιήσεων και ομάδες επανακανονικοποίησης» (καθ. D.A. Slavnov ), «Αριθμητικές μέθοδοι στη θεωρητική φυσική» (Καθ. P.K. Silaev), «Εισαγωγή στη φυσική των στοιχειωδών σωματιδίων» (Academician V.A. Matveev, Αναπληρωτής Καθηγητής K.V. Parfenov ), «Additional κεφάλαια της κλασικής ηλεκτροδυναμικής» (Prof. A.A. Vlasov). στη θεωρία της βαρύτητας» (Καθ. V.I. Denisov), «Θεωρία του βαρυτικού πεδίου» (Καθ. Yu.M. Loskutov), «Σύγχρονες μέθοδοι κβαντικής θεωρίας πεδίου» (ακαδημαϊκός D.V. Shirkov), «Μη γραμμική κβαντική θεωρία πεδίου " (Αναπλ. Καθηγητής M.V. Chichikina), "Dynamic equations in quantum field theory" (Καθ. V.I. Savrin), "Theory of gauge fields" (Καθ. Yu.S. Vernov), "Συστήματα και υποσυστήματα στην κβαντική μηχανική" (Prof. O.A. Khrustalev), "Physics of quantum computing" (Αναπληρωτής Καθηγητής O.D. Timofeevskaya), "Solitons, instantons, skyrmions and quark bags" (Καθ. K.A. Sveshnikov).

Το τμήμα διοργανώνει πρωτότυπα εργαστήρια: «Computer Computing in Theoretical Physics», «The Language of Analytical Computing REDUCE», ένα εργαστήριο για το μάθημα «Numerical Methods in Theoretical Physics» (επικεφαλής του εργαστηρίου είναι επιστημονικός συνεργάτης V.A. Ilyina).

Επιστημονική εργασία

Το τμήμα διεξάγει επιστημονική έρευνα στους ακόλουθους κύριους τομείς:

Σχετικιστική θεωρία της βαρύτητας (επιβλέπων - ακαδημαϊκός A.A. Logunov).
Αναζήτηση και μελέτη νέων μη γραμμικών και κβαντικών επιδράσεων στη βαρύτητα, την κοσμολογία, τη σωματιδιακή φυσική και την κατάσταση κενού (επιβλέπων - Ακαδημαϊκός A.A. Logunov).
Προβλήματα κβαντικής θεωρίας πεδίου (επιβλέπων - ακαδημαϊκός D.V. Shirkov).
Επιδράσεις της μη γραμμικής ηλεκτροδυναμικής του κενού και οι εκδηλώσεις τους σε εργαστηριακές και αστροφυσικές συνθήκες (επιβλέπων - Καθ. V.I. Denisov).
Μελέτη βαρυτικών επιδράσεων (επιβλέπων - Καθ. Yu.M. Loskutov).
Μη γραμμικά εφέ στην κβαντική θεωρία πεδίου, κβαντικοί υπολογιστές, κβαντική κρυπτογραφία (επιβλέπων - Καθ. O.A. Khrustalev).
Προβλήματα κβαντομηχανικής θεωρίας μετρήσεων (επιβλέπων - Καθ. D.A. Slavnov).
Χειρικά μοντέλα κουάρκ-μεσονίων χαμηλής ενέργειας βαρυονικής κατάστασης (επιβλέπων - Καθ. K.A. Sveshnikov).
Θεωρία βαροηλεκτρικών και βαρομαγνητικών φαινομένων (επιβλέπων - Καθ. V.I. Grigoriev).

Το προσωπικό του τμήματος έλαβε σημαντικά επιστημονικά αποτελέσματα:

Ο Ακαδημαϊκός Α.Α. Λογκούνοφσυνέβαλε θεμελιώδη στην ανάπτυξη της κβαντικής θεωρίας πεδίου, στην τεκμηρίωση και εφαρμογή των σχέσεων διασποράς και στη δημιουργία της μεθόδου της ομάδας επανακανονικοποίησης, η οποία έχει βρει εφαρμογή στην επίλυση ενός ευρέος φάσματος προβλημάτων. Καθιέρωσε αυστηρά ασυμπτωτικά θεωρήματα για τη συμπεριφορά των χαρακτηριστικών της ισχυρής αλληλεπίδρασης σε υψηλές ενέργειες. Πρότεινε μια νέα προσέγγιση στη μελέτη πολλαπλών διεργασιών, η οποία αποδείχθηκε ότι ήταν πιο κατάλληλη για τη δομή σύνθεσης των σωματιδίων και κατέστησε δυνατή την ανακάλυψη στον επιταχυντή του Ινστιτούτου Φυσικής Υψηλής Ενέργειας μιας νέας, πιο σημαντικής κανονικότητας του μικροκόσμου - αναλλοίωτη κλίμακα.
Αναπτύσσοντας τις ιδέες των Poincare, Minkowski, Einstein και Hilbert, Ο Ακαδημαϊκός Α.Α. Λογκούνοφδημιούργησε μια συνεπή σχετικιστική θεωρία της βαρύτητας (RTG), η οποία, σε πλήρη συμφωνία με όλα τα πειραματικά δεδομένα, εξάλειψε τις θεμελιώδεις δυσκολίες της γενικής θεωρίας της σχετικότητας. Στο RTG, το ενιαίο χωροχρονικό συνεχές για όλα τα πεδία, συμπεριλαμβανομένου του βαρυτικού, είναι ο ψευδο-Ευκλείδειος χώρος Minkowski και η πηγή του βαρυτικού πεδίου είναι ο διατηρημένος τανυστής ενέργειας-ορμής της ύλης, συμπεριλαμβανομένου του ίδιου του βαρυτικού πεδίου. Αυτή η προσέγγιση μας επιτρέπει να κατασκευάσουμε αναμφισβήτητα τη θεωρία της βαρύτητας ως θεωρία μετρητή, στην οποία το βαρυτικό πεδίο έχει σπιν 2 και 0 και είναι ένα φυσικό πεδίο στο πνεύμα των Faraday-Maxwell, και επομένως είναι δυνατός ο εντοπισμός της βαρυτικής ενέργειας, η έννοια ενός αδρανειακού συστήματος συντεταγμένων διατηρείται και οι νόμοι διατήρησης της ενέργειας-ορμής ικανοποιούνται αυστηρά και η γωνιακή ορμή. Σε αυτή την περίπτωση, λόγω της καθολικότητας της βαρύτητας και της τανυστικής φύσης του βαρυτικού πεδίου, προκύπτει αναγκαστικά ένας χώρος του Ρίμαν ενεργού πεδίου. Οι εξισώσεις του βαρυτικού πεδίου στο RTG περιέχουν έναν ρητά μετρικό τανυστή Minkowski και το βαρυτικό πεδίο γίνεται μαζικό.
Η μάζα βαρυτονίου είναι εξαιρετικά μικρή, αλλά η παρουσία της είναι σημαντική, καθώς χάρη στην παρουσία όρων μάζας στο RTG είναι πάντα δυνατός ο ξεκάθαρος διαχωρισμός των αδρανειακών δυνάμεων από τις δυνάμεις βαρύτητας. Η θεωρία εξηγεί ξεκάθαρα τα αποτελέσματα όλων των βαρυτικών επιδράσεων στο Ηλιακό Σύστημα. Στο RTG, η ιδιότητα του βαρυτικού πεδίου αποκαλύφθηκε πλήρως: με τη δράση του όχι μόνο επιβραδύνει το πέρασμα του χρόνου, αλλά σταματά επίσης τη διαδικασία της διαστολής του χρόνου και, κατά συνέπεια, τη διαδικασία συμπίεσης της ύλης. Εμφανίστηκε επίσης μια νέα ιδιότητα «αυτοπεριορισμού πεδίου», η οποία παίζει σημαντικό ρόλο στον μηχανισμό της βαρυτικής κατάρρευσης και στην εξέλιξη του Σύμπαντος. Συγκεκριμένα, οι «μαύρες τρύπες» είναι αδύνατες: ένα αστέρι που καταρρέει δεν μπορεί να περάσει κάτω από την βαρυτική του ακτίνα. Η ανάπτυξη ενός ομοιογενούς και ισότροπου Σύμπαντος προχωρά κυκλικά από μια ορισμένη μέγιστη πυκνότητα σε μια ελάχιστη, και η πυκνότητα της ύλης παραμένει πάντα πεπερασμένη και η κατάσταση ενός σημείου Big Bang δεν επιτυγχάνεται. Επιπλέον, το Σύμπαν είναι άπειρο και «επίπεδο», και υπάρχει μια μεγάλη κρυμμένη μάζα «σκοτεινής ύλης» σε αυτό.προβλεπόμενες επιπτώσεις: αποπόλωση της ακτινοβολίας Cherenkov κοντά στο κατώφλι. αυθόρμητη πόλωση ηλεκτρονίων με ακτινοβολία σε μαγνητικό πεδίο. επαγόμενη πόλωση φερμιονίων σε μαγνητικό πεδίο. ασυμμετρία της γωνιακής κατανομής των νετρίνων που δημιουργούνται σε ένα μαγνητικό πεδίο και η δυνατότητα αυτο-επιτάχυνσης των άστρων νετρονίων. Έχει δημιουργηθεί μια συσκευή για την κβαντική ηλεκτροδυναμική σε ισχυρό μαγνητικό πεδίο, έχουν προβλεφθεί μια σειρά από φαινόμενα (σύντηξη και διάσπαση φωτονίων, τροποποίηση του νόμου του Coulomb, κ.λπ.). Προτάθηκε και εφαρμόστηκε μια υπόθεση σχετικά με ασθενείς αλληλεπιδράσεις βαρύτητας που παραβιάζουν την ισοτιμία φορτίου και χώρου. Προβλέπεται βαρυτική περιστροφή του επιπέδου πόλωσης της ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας.
Ο καθηγητής Ο.Α. KhrustalevΜε βάση τις γενικές αρχές της τοπικής θεωρίας πεδίου, έχει προβλεφθεί ένας αριθμός ασυμπτωτικών σχέσεων μεταξύ των διατομών για την αλληλεπίδραση αδρονίων σε υψηλές ενέργειες. Έχει αναπτυχθεί μια πιθανολογική περιγραφή της σκέδασης σε υψηλές ενέργειες. Αναπτύχθηκε ένα σχήμα για την περιγραφή των κβαντικών πεδίων στο φόντο των κλασικών, ικανοποιώντας τους απαιτούμενους νόμους διατήρησης. Έχει δημιουργηθεί μια υπό όρους συσκευή μήτρας πυκνότητας που περιγράφει με συνέπεια τη συμπεριφορά των υποσυστημάτων σε ένα μεγάλο σύστημα.

Καθηγητές του τμήματος

Σχετικά με τους καθηγητές του τμήματος

Lifshits Ilya Mikhailovich(13/01/1917, Χάρκοβο - 23/10/1982, Μόσχα, ταφή στο νεκροταφείο Troekurovsky). Θεωρητικός φυσικός. Αποφοίτησε από τη Φυσικομαθηματική Σχολή του Πανεπιστημίου του Χάρκοβο (1936).

Υποψήφιος Φυσικομαθηματικών Επιστημών (1939). Διδάκτωρ Φυσικομαθηματικών Επιστημών (1941). Καθηγητής του Τμήματος Κβαντικής Θεωρίας (1964-1977) και του Τμήματος Φυσικής Χαμηλών Θερμοκρασιών (1978-1982) της Φυσικής Σχολής του Κρατικού Πανεπιστημίου της Μόσχας. Το 1964, μετά από πρόσκληση του πρύτανη του Κρατικού Πανεπιστημίου της Μόσχας I.G. Ο Πετρόφσκι οργάνωσε την ειδικότητα «Θεωρία Στερεάς Κατάστασης» στη Σχολή Φυσικής του Κρατικού Πανεπιστημίου της Μόσχας και τη διηύθυνε μέχρι το 1982. Έδωσε μαθήματα διαλέξεων: «Κβαντική Θεωρία Στερεάς Κατάστασης», «Φυσική Κινητική», «Θεωρία των Πολυμερών Αλυσίδων» , “Quantum Theory of Disordered Systems” κ.λπ. Διηύθυνε το επιστημονικό σεμινάριο «Θεωρία Στερεάς Κατάστασης». Ακαδημαϊκός της Ακαδημίας Επιστημών της ΕΣΣΔ (1970). Ακαδημαϊκός της Ακαδημίας Επιστημών της Ουκρανικής ΣΣΔ (1967). Πρόεδρος του Επιστημονικού Συμβουλίου της Ακαδημίας Επιστημών της ΕΣΣΔ για τη θεωρία των στερεών (1961-1982). Επίτιμος συνεργάτης του Trinity College του Πανεπιστημίου του Κέιμπριτζ (1962). Ξένο μέλος της Αμερικανικής Ακαδημίας Επιστημών (1982). Μέλος των συντακτικών επιτροπών σειράς επιστημονικών περιοδικών: "Journal of Experimental and Theoretical Physics", "Solid State Physics", "Low Temperature Physics", "Journal of Low Temperature Physics", "Journal of Statistical Physics", "Journal Φυσικής και Χημείας Στερεών» .

Τιμήθηκε με το παράσημο του Κόκκινου Λάβαρου της Εργασίας (1975) και μετάλλια. Παραλήπτης του βραβείου με το όνομα. L.I. Mandelstam of the USSR Academy of Sciences (1952), F. Simon Prize of the English Royal Physical Society (1962). Νικητής του Βραβείου Λένιν (1967).

Τομέας επιστημονικών ενδιαφερόντων: θεωρία πραγματικών μη ιδανικών κρυστάλλων. ηλεκτρονική θεωρία μετάλλων; κβαντικά υγρά και κβαντικοί κρύσταλλοι. Φυσική πολυμερών και βιοπολυμερών. θεωρία διαταραγμένων συστημάτων. Δημιούργησε μια δυναμική θεωρία πραγματικών κρυστάλλων, προέβλεψε την ύπαρξη τοπικών και οιονεί τοπικών συχνοτήτων. Ένας από τους δημιουργούς της σύγχρονης κβαντικής θεωρίας των στερεών. Σκέφτηκε την ιδέα της ανακατασκευής του ενεργειακού φάσματος των στερεών από πειραματικά δεδομένα, με βάση την έννοια των οιονεί σωματιδίων - μποζονίων και φερμιονίων. Έδειξε ότι η αποκατάσταση των κλάδων Bose του φάσματος είναι δυνατή όχι μόνο με τον παραδοσιακό τρόπο (χρησιμοποιώντας ανελαστική σκέδαση νετρονίων), αλλά και χρησιμοποιώντας την εξάρτηση από τη θερμοκρασία των θερμοδυναμικών χαρακτηριστικών. Η αποκατάσταση των κλάδων Fermi του φάσματος των μετάλλων επιτεύχθηκε χάρη στη δημιουργία από τον ίδιο και τους συνεργάτες του μιας σύγχρονης μορφής ηλεκτρονικής θεωρίας μετάλλων. Ανέπτυξε μια γεωμετρική γλώσσα που χρησιμοποιείται ευρέως στη φυσική των μετάλλων. Κατασκεύασε μια θεωρία του ηλεκτρονικού φάσματος των διαταραγμένων συστημάτων. Συνέβαλε σημαντικά στη θεωρία των μεταβάσεων φάσης. Διατύπωσε τις βασικές έννοιες της κινητικής των μεταπτώσεων φάσης πρώτου και δεύτερου είδους και δημιούργησε τη θεωρία του πυρήνα. Προβλεπόμενες ηλεκτρονιοτοπολογικές μεταπτώσεις 2,5ης τάξης σε μέταλλα. Συγγραφέας πρωτοποριακών εργασιών για τη στατιστική φυσική των πολυμερών. Δημιούργησε τη θεωρία των μεταπτώσεων πηνίου-σφαιριδίων σε συστήματα πολυμερών και βιοπολυμερών.

Θέμα της διατριβής του υποψηφίου: «Σχετικά με τη θεωρία των στερεών λύσεων». Θέμα διδακτορικής διατριβής: «Οπτική συμπεριφορά μη ιδανικών κρυστάλλων στην υπέρυθρη περιοχή».

Εκπαίδευσε περισσότερους από 60 υποψηφίους και διδάκτορες επιστημών. Δημοσίευσε περίπου 250 επιστημονικές εργασίες.

Κύρια έργα:

«Σχετικά με τις ανωμαλίες στα ηλεκτρονικά χαρακτηριστικά των μετάλλων στην περιοχή των υψηλών πιέσεων» (JETP, 1960, 38 (5), 1569-1576).
«Σχετικά με τη δομή του ενεργειακού φάσματος και τις κβαντικές καταστάσεις των διαταραγμένων συμπυκνωμένων συστημάτων. (UFN, 1964, 83 (4), 617-663).
«Μερικά ερωτήματα της στατιστικής θεωρίας των βιοπολυμερών» (JETP, 1968, 55 (6), 2408-2422).
"Επιλεγμένα έργα. Φυσική πραγματικών κρυστάλλων και διαταραγμένων συστημάτων" (Μόσχα: Nauka, 1987, 551 σελ.).
"Επιλεγμένες εργασίες. Ηλεκτρονική θεωρία μετάλλων. Φυσική πολυμερών και βιοπολυμερών" (Μ.: Nauka, 1994, 442 σελ.).

Το Τμήμα Φυσικής Υψηλής Ενέργειας και Στοιχειωδών Σωματιδίων υπάρχει για περισσότερα από 40 χρόνια. Δημιουργήθηκε από τον καθηγητή Yu.V Novozhilov υπό την άμεση επίβλεψη του ακαδημαϊκού Vladimir Aleksandrovich Fock, του ιδρυτή της Σχολής Θεωρητικής Φυσικής Αγίας Πετρούπολης-Λένινγκραντ. Αυτό το σχολείο είναι γνωστό σε όλο τον κόσμο με ονόματα όπως A.A.Gamov, L.D.

Ο άνθρωπος πάντα ενδιαφερόταν για δύο ερωτήματα: ποια είναι τα μικρότερα σωματίδια από τα οποία σχηματίζεται όλη η ύλη, συμπεριλαμβανομένου του ίδιου του ανθρώπου, και πώς είναι δομημένο το Σύμπαν, μέρος του οποίου είναι και ο ίδιος. Προχωρώντας στις γνώσεις του σε αυτές τις δύο αντίθετες κατευθύνσεις, ένα άτομο, αφενός, κατεβαίνοντας τα σκαλοπάτια (πρωτόνια πυρήνα ατόμου μορίου, κουάρκ νετρονίων, γκλουόνια), έφτασε να κατανοήσει τις διεργασίες που συμβαίνουν σε εξαιρετικά μικρές αποστάσεις, και από την άλλη , ανεβαίνοντας τα σκαλιά (πλανήτης ηλιακού συστήματος γαλαξίας), κατέληξε σε μια κατανόηση της δομής του Σύμπαντος στο σύνολό του.

Ταυτόχρονα, αποδείχθηκε ότι το Σύμπαν δεν μπορεί να είναι σταθερό και ελήφθησαν πειραματικά στοιχεία που επιβεβαιώνουν ότι πριν από περίπου 10 δισεκατομμύρια χρόνια ολόκληρο το Σύμπαν, τη στιγμή της εμφάνισής του ως αποτέλεσμα της «Μεγάλης Έκρηξης», είχε μικροσκοπικό διαστάσεις. Ταυτόχρονα, για να αναλυθεί η διαδικασία ανάπτυξής του σε αυτό το πρώιμο στάδιο, είναι απαραίτητη η γνώση για τον μικρόκοσμο που αποκτήθηκε σε πειράματα σε σύγχρονους επιταχυντές σωματιδίων. Επιπλέον, όσο μεγαλύτερη είναι η ενέργεια των σωματιδίων που συγκρούονται στον επιταχυντή, τόσο μικρότερες είναι οι αποστάσεις στις οποίες μπορεί να μελετηθεί η συμπεριφορά της ύλης και τόσο νωρίτερα είναι η στιγμή από την οποία μπορούμε να παρακολουθήσουμε την εξέλιξη του Σύμπαντος. Έτσι συγχωνεύτηκε η έρευνα του μικρο- και του μακρο-κοσμήματος.

Ακόμη και πριν από 50 χρόνια, πίστευαν ότι όλη η ύλη αποτελείται από άτομα και αυτά, με τη σειρά τους, είναι κατασκευασμένα από τρία θεμελιώδη σωματίδια - θετικά φορτισμένα πρωτόνια και ηλεκτρικά ουδέτερα νετρόνια που σχηματίζουν τον κεντρικό πυρήνα και αρνητικά φορτισμένα ηλεκτρόνια που περιφέρονται γύρω από τον πυρήνα.

Έχει πλέον αποδειχθεί ότι τα πρωτόνια και τα νετρόνια κατασκευάζονται από ακόμη πιο «θεμελιώδη» αντικείμενα - κουάρκ. Έξι τύποι κουάρκ, μαζί με έξι λεπτόνια (ηλεκτρόνιο, μιόνιο, ταυ και τρία αντίστοιχα νετρίνα) και τέσσερα ενδιάμεσα διανυσματικά μποζόνια, χρησιμεύουν ως δομικά στοιχεία από τα οποία δομείται όλη η ύλη στο Σύμπαν.

Η φυσική υψηλής ενέργειας και σωματιδίων μελετά τις ιδιότητες και τη συμπεριφορά αυτών των θεμελιωδών συστατικών της ύλης. Οι ιδιότητές τους εκδηλώνονται σε τέσσερις γνωστές αλληλεπιδράσεις: βαρυτική, ασθενής πυρηνική, ηλεκτρομαγνητική, ισχυρή πυρηνική. Σύμφωνα με τις σύγχρονες αντιλήψεις, οι ασθενείς πυρηνικές και ηλεκτρομαγνητικές αλληλεπιδράσεις είναι δύο διαφορετικές εκδηλώσεις του ίδιου τύπου αλληλεπίδρασης, ηλεκτροασθενούς. Οι φυσικοί ελπίζουν ότι στο εγγύς μέλλον αυτή η αλληλεπίδραση θα συμπεριληφθεί, μαζί με την ισχυρή πυρηνική, στη Θεωρία της Μεγάλης Ενοποίησης και πιθανώς μαζί με τη βαρυτική αλληλεπίδραση στην Ενοποιημένη Θεωρία της Αλληλεπίδρασης.

Για να μελετηθούν τα θεμελιώδη σωματίδια και οι αλληλεπιδράσεις τους, είναι απαραίτητο να κατασκευαστούν γιγάντιοι επιταχυντές (συσκευές στις οποίες τα στοιχειώδη σωματίδια επιταχύνονται σε ταχύτητες κοντά στην ταχύτητα του φωτός και στη συνέχεια συγκρούονται μεταξύ τους). Λόγω του τεράστιου μεγέθους τους (δεκάδες χιλιόμετρα), οι επιταχυντές κατασκευάζονται σε υπόγειες σήραγγες. Οι πιο ισχυροί επιταχυντές λειτουργούν ή κατασκευάζονται στα εργαστήρια CERN (Γενεύη, Ελβετία), Fermilab (Σικάγο, ΗΠΑ), DESY (Αμβούργο, Γερμανία), SLAC (Καλιφόρνια, ΗΠΑ).

Επί του παρόντος, στο Ευρωπαϊκό Κέντρο Πυρηνικών Ερευνών (CERN) στη Γενεύη της Ελβετίας, βρίσκεται η κατασκευή του πιο ισχυρού επιταχυντή σωματιδίων LHC (Large Hadron Collider), ικανού να επιταχύνει όχι μόνο στοιχειώδη σωματίδια (πρωτόνια), αλλά και ατομικούς πυρήνες. σε πλήρη εξέλιξη. Αναμένεται ότι με τη σύγκρουση πυρήνων μολύβδου που επιταχύνονται σε εξαιρετικά υψηλές ενέργειες, αυτός ο επιταχυντής θα είναι σε θέση να αποκτήσει μια νέα κατάσταση ύλης - πλάσμα κουάρκ-γλουονίων, στην οποία κουάρκ και γλουόνια - τα συστατικά στοιχεία των πρωτονίων και των νετρονίων της σύγκρουσης πυρήνες – θα συνδυαστούν μαζί. Από την άποψη της ανάλυσης της ανάπτυξης του Σύμπαντος, αυτή η κατάσταση της ύλης βρισκόταν σε ένα στάδιο που υπήρχε περίπου 10 μικροδευτερόλεπτα μετά τη Μεγάλη Έκρηξη.

Για να καταγραφούν σημάδια σχηματισμού πλάσματος κουάρκ-γλουονίων κατά τη σύγκρουση πυρήνων μολύβδου, κατασκευάζεται μια τεράστια πειραματική εγκατάσταση στον επιταχυντή LHC και σχεδιάζεται να πραγματοποιηθεί ένα ειδικό πείραμα σε αυτόν - ALICE (A Large Ion Collision Experiment) . Το Τμήμα Φυσικής Υψηλής Ενέργειας και Στοιχειωδών Σωματιδίων συμμετέχει στην προετοιμασία του πειράματος ALICE στο CERN και στην ανάπτυξη ενός προγράμματος φυσικής έρευνας για αυτό.

Η φυσική υψηλής ενέργειας και στοιχειωδών σωματιδίων όχι μόνο δίνει σε ένα άτομο την ευκαιρία να κατανοήσει τον κόσμο γύρω του, αλλά συμβάλλει επίσης στην ανάπτυξη και εφαρμογή των πιο σύγχρονων τεχνολογιών. Εκατοντάδες επιστήμονες, μηχανικοί, ειδικοί στον τομέα της ηλεκτρονικής, της επιστήμης των υλικών και, ιδιαίτερα, της τεχνολογίας των υπολογιστών συνήθως εμπλέκονται στη δημιουργία και τη διεξαγωγή πειραμάτων στη φυσική υψηλής ενέργειας. Η απαιτούμενη ταχύτητα συλλογής και επεξεργασίας πληροφοριών κατά τη διάρκεια συγκρούσεων σωματιδίων σε υψηλές ενέργειες υπερβαίνει όλα τα πιθανά όρια. Σχεδόν όλες οι σύγχρονες τεχνολογίες υπολογιστών έχουν αναπτυχθεί κυρίως λόγω των αναγκών της φυσικής υψηλής ενέργειας. Η πιο σημαντική εξέλιξη σε αυτόν τον τομέα τα τελευταία χρόνια ήταν η δημιουργία του World Wide Web, μιας παγκοσμίως αποδεκτής μορφής για την παρουσίαση πληροφοριών στο Διαδίκτυο, που εφευρέθηκε στο CERN πριν από περίπου 10 χρόνια για να παρέχει άμεση πρόσβαση σε πληροφορίες σε εκατοντάδες επιστήμονες από δεκάδες εργαστηρίων σε διάφορες χώρες που εργάζονται στον τομέα της σωματιδιακής φυσικής. Οι πρώτοι διακομιστές WWW στην Αγία Πετρούπολη κυκλοφόρησαν στη Σχολή Φυσικής του Κρατικού Πανεπιστημίου της Αγίας Πετρούπολης, στο Ερευνητικό Ινστιτούτο Φυσικής του Κρατικού Πανεπιστημίου της Αγίας Πετρούπολης και στο Ινστιτούτο Πυρηνικής Φυσικής της Αγίας Πετρούπολης στο Γκάτσινα.

Καθώς αναπτύχθηκαν οι μέθοδοι της κβαντικής θεωρίας πεδίου, η κύρια μαθηματική συσκευή της θεωρίας των στοιχειωδών σωματιδίων, κατέστη σαφές ότι μπορούσαν να χρησιμοποιηθούν με μεγάλη επιτυχία σε άλλους τομείς της θεωρητικής φυσικής. Ως αποτέλεσμα, παράλληλα με τη συνεχιζόμενη έρευνα στον τομέα της σύγχρονης θεωρίας των στοιχειωδών σωματιδίων, που αποτελεί προτεραιότητα στο τμήμα, έχουν προκύψει νέες κατευθύνσεις. Αναπτύσσονται νέες μαθηματικές μέθοδοι - η θεωρία της κβαντικής συμμετρίας και των μη μεταθετικών χώρων. Μέθοδοι λειτουργικής ολοκλήρωσης, διαγράμματα Feynman και η θεωρία των επανακανονικοποιήσεων έχουν χρησιμοποιηθεί ενεργά πρόσφατα στη θεωρία των κρίσιμων φαινομένων (θεωρία των μεταπτώσεων φάσης) και στη θεωρία των υδροδυναμικών αναταράξεων.

Τα τελευταία χρόνια, έχουν βρεθεί εντελώς απροσδόκητες εφαρμογές για τις μεθόδους της κβαντικής θεωρίας πεδίου, οι οποίες, εκ πρώτης όψεως, απέχουν αρκετά από τη θεωρητική φυσική στην παραδοσιακή της κατανόηση. Συγκεκριμένα, η θεωρία της αυτοοργάνωσης κρισιμότητας, η οικονομική φυσική και η θεωρία των νευρωνικών δικτύων έχουν αναδυθεί και αναπτύσσονται γρήγορα (συμπεριλαμβανομένου του τμήματος), όπου οι πιο καθολικοί μηχανισμοί αυτοοργάνωσης σύνθετων συστημάτων διαμορφώνονται με βάση το βάση στοιχειωδών ιδεών για τη φύση της αλληλεπίδρασης των συστατικών τους. Η εμπειρία της μελέτης μοντέλων αυτού του τύπου, που έχει συσσωρευτεί στον τομέα της κβαντικής θεωρίας πεδίου και της στατιστικής φυσικής, καθώς και η χρήση πειραμάτων υπολογιστή, επιτρέπει σε κάποιον να αποκτήσει ενδιαφέροντα ποσοτικά αποτελέσματα στα οικονομικά, τη νευροφυσιολογία και τη βιολογία.

Το Τμήμα Φυσικής Υψηλής Ενέργειας και Στοιχειωδών Σωματιδίων αποφοιτά ετησίως έως και 10 ειδικούς στο Πρόγραμμα «Θεωρία Αλληλεπίδρασης Στοιχειωδών Σωματιδίων και Θεωρία Κβαντικού Πεδίου». Το διδακτικό και επιστημονικό προσωπικό του τμήματος αποτελείται από 14 διδάκτορες και 7 υποψηφίους επιστημών (το τμήμα δεν έχει υπάλληλο χωρίς επιστημονικά πτυχία). Ο ιδρυτής του τμήματος, Yu.V. Novozhilov και ο επικεφαλής του τμήματος, M.A. Brown, έχουν τιμητικούς τίτλους επίτιμου επιστήμονα, αρκετοί υπάλληλοι σε διάφορα χρόνια απονεμήθηκαν πανεπιστημιακά βραβεία, καθώς και ο τίτλος του καθηγητή Soros.

Όλα τα μέλη του τμήματος έχουν εκτεταμένες διασυνδέσεις με ξένους συναδέλφους από πανεπιστήμια της Γερμανίας, της Γαλλίας, της Ιταλίας, της Ισπανίας, της Ελβετίας, των ΗΠΑ κ.λπ., και πραγματοποιούν τακτικά επαγγελματικά ταξίδια για κοινή έρευνα. Οι εργασίες των εργαζομένων του τμήματος έχουν προτεραιότητα και αναφέρονται ενεργά σε παγκόσμια επιστημονικά περιοδικά. Σχεδόν όλοι οι υπάλληλοι του τμήματος εργάζονται με την υποστήριξη επιχορηγήσεων από το Ρωσικό Ίδρυμα Βασικής Έρευνας, κάποιοι από τους εργαζόμενους έχουν χρηματοδότηση από ξένα ιδρύματα INTAS, NATO, DAAD, CRDF, INFN κ.λπ.

Οι απόφοιτοι του τμήματος λαμβάνουν ευρεία εκπαίδευση στη θεωρητική και τη μαθηματική φυσική που πληροί τα υψηλότερα παγκόσμια πρότυπα. Μερικοί φοιτητές λαμβάνουν, μαζί με μεταπτυχιακό από το Κρατικό Πανεπιστήμιο της Αγίας Πετρούπολης, πτυχία από ξένα ανώτερα επιστημονικά ιδρύματα (για παράδειγμα, Ecole Politechnique). Μετά την ολοκλήρωση των σπουδών τους, οι απόφοιτοι έχουν άφθονες ευκαιρίες να συνεχίσουν την εκπαίδευση και τις επιστημονικές τους δραστηριότητες τόσο στη Ρωσία όσο και στο εξωτερικό. Τουλάχιστον οι μισοί από τους αποφοίτους, κατά κανόνα, παραμένουν στο μεταπτυχιακό σχολείο στο τμήμα, ορισμένοι απόφοιτοι γίνονται δεκτοί σε ινστιτούτα της Ρωσικής Ακαδημίας Επιστημών (Ινστιτούτο Πυρηνικής Φυσικής Αγίας Πετρούπολης, Παράρτημα του Ινστιτούτου Μαθηματικών της Αγίας Πετρούπολης) , και ορισμένοι απόφοιτοι γίνονται δεκτοί σε μεταπτυχιακές σχολές σε ξένα πανεπιστήμια.

Το Τμήμα Φυσικής Υψηλής Ενέργειας ιδρύθηκε το 1970 με πρωτοβουλία του διευθυντή του SINP MSU, ακαδημαϊκού S.N. Vernova. Από την ίδρυσή του μέχρι σήμερα, το τμήμα διευθύνεται μόνιμα από τον ακαδημαϊκό Anatoly Alekseevich Logunov. Το τμήμα δημιουργήθηκε ως εκπαιδευτική βάση για την κατάρτιση ειδικών υψηλής ειδίκευσης για το Ινστιτούτο Φυσικής Υψηλής Ενέργειας (IHEP) στο Protvino και άλλα επιστημονικά ιδρύματα παρόμοιας μορφής. Με τη σειρά του, το IHEP έγινε η κύρια επιστημονική βάση του τμήματος. Το τμήμα είχε τη στενότερη σχέση με το IHEP: οι φοιτητές 5ου-6ου έτους περνούσαν τον περισσότερο χρόνο σπουδών τους στο Protvino, όπου εργάζονταν σε εργαστήρια, παρακολούθησαν ειδικά μαθήματα και ολοκλήρωσαν τις διπλωματικές τους εργασίες.

Εργασία μελέτης

Το τμήμα λειτουργεί πρωτότυπα εργαστήρια: «Computer Computing in Theoretical Physics», «Language of Analytical Computing REDUCE», εργαστήριο για το μάθημα «Numerical Methods in Theoretical Physics» (επικεφαλής του εργαστηρίου, ερευνήτρια V.A. Ilyina).

Επιστημονική εργασία

Το τμήμα διεξάγει επιστημονική έρευνα στους ακόλουθους κύριους τομείς:

Σχετικιστική θεωρία της βαρύτητας (επιβλέπων - ακαδημαϊκός A.A. Logunov).
Αναζήτηση και μελέτη νέων μη γραμμικών και κβαντικών επιδράσεων στη βαρύτητα, την κοσμολογία, τη σωματιδιακή φυσική και την κατάσταση κενού (επιβλέπων - Ακαδημαϊκός A.A. Logunov).
Προβλήματα κβαντικής θεωρίας πεδίου (επιβλέπων - ακαδημαϊκός D.V. Shirkov).
Επιδράσεις της μη γραμμικής ηλεκτροδυναμικής του κενού και οι εκδηλώσεις τους σε εργαστηριακές και αστροφυσικές συνθήκες (επιβλέπων - Καθ. V.I. Denisov).
Μελέτη βαρυτικών επιδράσεων (επιβλέπων - Καθ. Yu.M. Loskutov).
Μη γραμμικά εφέ στην κβαντική θεωρία πεδίου, κβαντικοί υπολογιστές, κβαντική κρυπτογραφία (επιβλέπων - Καθ. O.A. Khrustalev).
Προβλήματα κβαντομηχανικής θεωρίας μετρήσεων (επιβλέπων - Καθ. D.A. Slavnov).
Χειρικά μοντέλα κουάρκ-μεσονίων χαμηλής ενέργειας βαρυονικής κατάστασης (επιβλέπων - Καθ. K.A. Sveshnikov).
Θεωρία βαροηλεκτρικών και βαρομαγνητικών φαινομένων (επιβλέπων - Καθ. V.I. Grigoriev).

Το προσωπικό του τμήματος έλαβε σημαντικά επιστημονικά αποτελέσματα:

Ο Ακαδημαϊκός Α.Α. Ο Logunov συνέβαλε θεμελιώδη στην ανάπτυξη της κβαντικής θεωρίας πεδίου, στην τεκμηρίωση και εφαρμογή των σχέσεων διασποράς και στη δημιουργία της μεθόδου της ομάδας επανακανονικοποίησης, η οποία έχει βρει εφαρμογή στην επίλυση ενός ευρέος φάσματος προβλημάτων. Καθιέρωσε αυστηρά ασυμπτωτικά θεωρήματα για τη συμπεριφορά των χαρακτηριστικών της ισχυρής αλληλεπίδρασης σε υψηλές ενέργειες. Πρότεινε μια νέα προσέγγιση στη μελέτη πολλαπλών διεργασιών, η οποία αποδείχθηκε ότι ήταν πιο κατάλληλη για τη δομή σύνθεσης των σωματιδίων και κατέστησε δυνατή την ανακάλυψη στον επιταχυντή του Ινστιτούτου Φυσικής Υψηλής Ενέργειας μιας νέας, πιο σημαντικής κανονικότητας του μικροκόσμου - αναλλοίωτη κλίμακα.
Αναπτύσσοντας τις ιδέες των Poincaré, Minkowski, Einstein και Hilbert, ο ακαδημαϊκός A.A. Ο Logunov δημιούργησε μια συνεπή σχετικιστική θεωρία της βαρύτητας (RTG), η οποία, σε πλήρη συμφωνία με όλα τα πειραματικά δεδομένα, εξάλειψε τις θεμελιώδεις δυσκολίες της γενικής θεωρίας της σχετικότητας. Στο RTG, το ενιαίο χωροχρονικό συνεχές για όλα τα πεδία, συμπεριλαμβανομένου του βαρυτικού, είναι ο ψευδο-Ευκλείδειος χώρος Minkowski και η πηγή του βαρυτικού πεδίου είναι ο διατηρημένος τανυστής ενέργειας-ορμής της ύλης, συμπεριλαμβανομένου του ίδιου του βαρυτικού πεδίου. Αυτή η προσέγγιση μας επιτρέπει να κατασκευάσουμε αναμφισβήτητα τη θεωρία της βαρύτητας ως θεωρία μετρητή, στην οποία το βαρυτικό πεδίο έχει σπιν 2 και 0 και είναι ένα φυσικό πεδίο στο πνεύμα των Faraday-Maxwell, και επομένως είναι δυνατός ο εντοπισμός της βαρυτικής ενέργειας, η έννοια ενός αδρανειακού συστήματος συντεταγμένων διατηρείται και οι νόμοι διατήρησης της ενέργειας-ορμής ικανοποιούνται αυστηρά και η γωνιακή ορμή. Σε αυτή την περίπτωση, λόγω της καθολικότητας της βαρύτητας και της τανυστικής φύσης του βαρυτικού πεδίου, προκύπτει αναγκαστικά ένας χώρος του Ρίμαν ενεργού πεδίου. Οι εξισώσεις του βαρυτικού πεδίου στο RTG περιέχουν έναν ρητά μετρικό τανυστή Minkowski και το βαρυτικό πεδίο γίνεται μαζικό. Η μάζα βαρυτονίου είναι εξαιρετικά μικρή, αλλά η παρουσία της είναι σημαντική, καθώς χάρη στην παρουσία όρων μάζας στο RTG είναι πάντα δυνατός ο ξεκάθαρος διαχωρισμός των αδρανειακών δυνάμεων από τις δυνάμεις βαρύτητας. Η θεωρία εξηγεί ξεκάθαρα τα αποτελέσματα όλων των βαρυτικών επιδράσεων στο Ηλιακό Σύστημα. Στο RTG, η ιδιότητα του βαρυτικού πεδίου αποκαλύφθηκε πλήρως: με τη δράση του όχι μόνο επιβραδύνει το πέρασμα του χρόνου, αλλά σταματά επίσης τη διαδικασία της διαστολής του χρόνου και, κατά συνέπεια, τη διαδικασία συμπίεσης της ύλης. Εμφανίστηκε επίσης μια νέα ιδιότητα «αυτοπεριορισμού πεδίου», η οποία παίζει σημαντικό ρόλο στον μηχανισμό της βαρυτικής κατάρρευσης και στην εξέλιξη του Σύμπαντος. Συγκεκριμένα, οι «μαύρες τρύπες» είναι αδύνατες: ένα αστέρι που καταρρέει δεν μπορεί να περάσει κάτω από την βαρυτική του ακτίνα. Η ανάπτυξη ενός ομοιογενούς και ισότροπου Σύμπαντος προχωρά κυκλικά από μια ορισμένη μέγιστη πυκνότητα σε μια ελάχιστη, και η πυκνότητα της ύλης παραμένει πάντα πεπερασμένη και η κατάσταση ενός σημείου Big Bang δεν επιτυγχάνεται. Επιπλέον, το Σύμπαν είναι άπειρο και «επίπεδο», και υπάρχει μια μεγάλη κρυμμένη μάζα «σκοτεινής ύλης» σε αυτό.
Ο καθηγητής Yu.M. Ο Loskutov προέβλεψε τα ακόλουθα αποτελέσματα: αποπόλωση της ακτινοβολίας Cherenkov κοντά στο κατώφλι. αυθόρμητη πόλωση ηλεκτρονίων με ακτινοβολία σε μαγνητικό πεδίο. επαγόμενη πόλωση φερμιονίων σε μαγνητικό πεδίο. ασυμμετρία της γωνιακής κατανομής των νετρίνων που δημιουργούνται σε ένα μαγνητικό πεδίο και η δυνατότητα αυτο-επιτάχυνσης των άστρων νετρονίων. Έχει δημιουργηθεί μια συσκευή για την κβαντική ηλεκτροδυναμική σε ισχυρό μαγνητικό πεδίο, έχουν προβλεφθεί μια σειρά από φαινόμενα (σύντηξη και διάσπαση φωτονίων, τροποποίηση του νόμου του Coulomb, κ.λπ.). Προτάθηκε και εφαρμόστηκε μια υπόθεση σχετικά με ασθενείς αλληλεπιδράσεις βαρύτητας που παραβιάζουν την ισοτιμία φορτίου και χώρου. Προβλέπεται βαρυτική περιστροφή του επιπέδου πόλωσης της ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας.
Ο καθηγητής Ο.Α. Ο Khrustalev, βασισμένος στις γενικές αρχές της τοπικής θεωρίας πεδίου, προέβλεψε έναν αριθμό ασυμπτωτικών σχέσεων μεταξύ των διατομών για την αλληλεπίδραση αδρονίων σε υψηλές ενέργειες. Έχει αναπτυχθεί μια πιθανολογική περιγραφή της σκέδασης σε υψηλές ενέργειες. Αναπτύχθηκε ένα σχήμα για την περιγραφή των κβαντικών πεδίων στο φόντο των κλασικών, ικανοποιώντας τους απαιτούμενους νόμους διατήρησης. Έχει δημιουργηθεί μια υπό όρους συσκευή μήτρας πυκνότητας που περιγράφει με συνέπεια τη συμπεριφορά των υποσυστημάτων σε ένα μεγάλο σύστημα.

Το τμήμα συμμετέχει ενεργά στη διοργάνωση και διεξαγωγή ετήσιων διεθνών σεμιναρίων για προβλήματα της κβαντικής θεωρίας πεδίου και της θεωρίας της βαρύτητας στο IHEP - Protvino. Εργαζόμενοι, μεταπτυχιακοί φοιτητές και φοιτητές του τμήματος, μαζί με το κύριο προσωπικό του Ινστιτούτου Θεωρητικών Προβλημάτων του Μικρόκοσμου. N.N. Το Κρατικό Πανεπιστήμιο της Μόσχας Bogolyubov αποτελεί τη βάση της κορυφαίας επιστημονικής σχολής της Ρωσικής Ομοσπονδίας "Ανάπτυξη θεωρητικών μεθόδων πεδίου στη σωματιδιακή φυσική, τη βαρύτητα και την κοσμολογία", επιστημονικός διευθυντής της οποίας είναι ο Ακαδημαϊκός A.A. Λογκούνοφ.

Το Τμήμα Ατομικής Πυρηνικής Φυσικής και Θεωρίας Κβαντικής Σύγκρουσης εκπαιδεύει ειδικούς (τόσο πειραματιστές όσο και θεωρητικούς) να εργαστούν στους ακόλουθους κύριους τομείς: φυσική υψηλής ενέργειας και φυσική στοιχειωδών σωματιδίων, φυσική του ατομικού πυρήνα και πυρηνικές αντιδράσεις, φυσική νανοδομών, εφαρμοσμένη πυρηνική φυσική και πυρηνική ιατρική. Προπτυχιακοί φοιτητές, μεταπτυχιακοί φοιτητές και απόφοιτοι του τμήματος εργάζονται σε μεγάλα επιστημονικά πειράματα. Για παράδειγμα, σε όλες τις συνεργασίες στο Large Alron Collider στο CERN (ATLAS, CMS, LHCb, ALICE), στις εγκαταστάσεις D0 και RHIC (ΗΠΑ), στο έργο NICA (JINR, Ρωσία), στο ELIse, A2, ZEUS και FAIR πειράματα (Γερμανία), στο πείραμα GRAAL (Γαλλία), στο εθνικό ερευνητικό κέντρο INFN (Ιταλία), στο Πανεπιστήμιο Stanford (ΗΠΑ), στο LAN (Los Alamos, ΗΠΑ), στα γερμανικά ερευνητικά κέντρα DESY και GSI, σε ερευνητικές ομάδες που σχετίζονται με τη δημιουργία των επιταχυντών επόμενης γενιάς ILC και CLIC.

Φοιτητές και μεταπτυχιακοί φοιτητές του τμήματος έχουν μοναδικές ευκαιρίες συμμετοχής σε διάφορα διεθνή και ρωσικά επιστημονικά σχολεία, σεμινάρια, συνέδρια όπως θερινά σχολεία για φοιτητές και νέους επιστήμονες του CERN, Fermilab, DESY, GSI, διεθνή εργαστήρια QFTHEP, σεμινάρια για νεαρά ταλέντα από τη «Δυναστεία», και πολλές άλλες επιστημονικές εκδηλώσεις.

Το Τμήμα Πυρηνικής Φυσικής και Θεωρίας Κβαντικής Σύγκρουσης ανιχνεύει την ιστορία του στο πρώτο πυρηνικό τμήμα του Κρατικού Πανεπιστημίου της Μόσχας και ένα από τα πρώτα στον κόσμο - το Τμήμα Ατομικού Πυρήνα και Ραδιενέργειας, το οποίο ξεκίνησε τις εργασίες του το 1940 υπό την ηγεσία του Ακαδημαϊκού D.V. Σκόμπελτσιν. Το τμήμα είναι άμεσος διάδοχος του Τμήματος Πυρηνικής Φασματοσκοπίας (με επικεφαλής τον L.V. Groshev) και του Τμήματος Θεωρητικής Πυρηνικής Φυσικής (επικεφαλής του D.I. Blokhintsev). Από το 1971 έως το 1991, επικεφαλής του Τμήματος Πειραματικής Πυρηνικής Φυσικής και μετά το 1979 - στο Τμήμα Ατομικής Πυρηνικής Φυσικής ήταν ο καθηγητής A.F. Ο Tulinov είναι ένας εξαιρετικός πειραματικός φυσικός, ένας από τους συγγραφείς της ανακάλυψης του φαινομένου της σκιάς, ο ιδρυτής μιας σειράς νέων κατευθύνσεων στον τομέα της μελέτης των ιδιοτήτων των κρυσταλλικών σωμάτων με δέσμες φορτισμένων σωματιδίων. Από το 1991 έως το 2007, επικεφαλής του τμήματος ήταν ο καθηγητής V.V. Ο Μπαλάσοφ είναι γνωστός θεωρητικός φυσικός στον τομέα της θεωρίας του ατομικού πυρήνα και των πυρηνικών αντιδράσεων, της κβαντικής θεωρίας της ενδιάμεσης και υψηλής ενεργειακής σκέδασης και εξαιρετικός δάσκαλος. Το 1998, το τμήμα έλαβε ένα νέο όνομα: «Τμήμα Ατομικής Πυρηνικής Φυσικής και Θεωρίας Κβαντικής Σύγκρουσης». Από το 2009, επικεφαλής του τμήματος είναι ο αναπληρωτής διευθυντής του SINP MSU, ο επικεφαλής του τμήματος θεωρητικής φυσικής υψηλής ενέργειας, ο καθηγητής V.I Savrin, ο οποίος συνέβαλε σημαντικά στη σχετικιστική θεωρία του πίνακα πυκνότητας και στη θεωρία της. δεσμευμένα κράτη.

Επί του παρόντος, το τμήμα διδάσκεται από υπαλλήλους κορυφαίων ρωσικών επιστημονικών κέντρων: SINP MSU (Μόσχα), IHEP (Protvino), INR RAS (Μόσχα), JINR (Dubna). Ανάμεσά τους ακαδημαϊκός της Ρωσικής Ακαδημίας Επιστημών, αντεπιστέλλον μέλος της Ρωσικής Ακαδημίας Επιστημών, καθηγητές, διδάκτορες και υποψήφιοι φυσικομαθηματικών. Sci. Ένα υψηλό ποσοστό επιστημόνων που εργάζονται ενεργά είναι ένα από τα ιδιαίτερα χαρακτηριστικά του τμήματος, η τηλεκάρτα του. Το πρόγραμμα σπουδών του τμήματος περιλαμβάνει τα ακόλουθα μαθήματα (ο κατάλογος μπορεί να αλλάξει ελαφρώς κατά τη διάρκεια αρκετών ετών):

Αλληλεπίδραση σωματιδίων και ακτινοβολίας με την ύλη (Αναπλ. Καθηγητής Kuzakov K.A.)
Πειραματικές μέθοδοι πυρηνικής φυσικής (καθηγητής S.Yu. Platonov)
Θεωρία κβαντικής σύγκρουσης (Αναπληρωτής Καθηγητής Kuzakov K.A.)
Κινηματική των στοιχειωδών διεργασιών (Αναπλ. Καθηγητής Strokovsky E.A.)
Ανιχνευτές σωματιδίων υψηλής ενέργειας (ακαδημαϊκός S.P. Denisov)
Πειραματικές μέθοδοι στη φυσική υψηλής ενέργειας (αντίστοιχο μέλος Obraztsov V.F.)
Θεωρία ομάδων στη σωματιδιακή και πυρηνική φυσική (Αναπληρωτής Καθηγητής Volobuev I.P.)
Φυσική του ατομικού πυρήνα (πυρηνική δομή) (Καθηγητής Eremenko D.O.)
Κβαντική ηλεκτροδυναμική (Αναπληρωτής Καθηγητής Nikitin N.V.)
Εισαγωγή στη φυσική των στοιχειωδών σωματιδίων (Καθηγητής B.A. Arbuzov)
Φυσική ηλεκτρομαγνητικών αλληλεπιδράσεων (καθηγητής V.G. Nedorezov)
Επιλεγμένα θέματα κβαντικής χρωμοδυναμικής (QCD) (Αναπληρωτής Καθηγητής Snigirev A.M.)
Standard Model και οι επεκτάσεις του (Professor E.E. Boos)
Πυρηνικές αντιδράσεις (καθηγητής Eremenko D.O.)
Πυρηνική φυσική βαρέων ιόντων (καθηγητής D.O. Eremenko)
Φασματοσκοπία αδρονίων (υποψήφιος φυσικών και μαθηματικών επιστημών Obukhovsky I.T.)
Ηλεκτρονική στη φυσική υψηλής ενέργειας (καθηγητής S.G. Basiladze)
Επιλεγμένα θέματα στη θεωρία σκέδασης (καθηγητής L.D. Blokhintsev)
Σωματιδιακή φυσική σε επιταχυντές (Αναπληρωτής Καθηγητής Dubinin M.N.)
Φυσική της σχάσης των ατομικών πυρήνων (καθηγητής Platonov S.Yu.)
Πίνακας πυκνότητας (Αναπληρωτής Καθηγητής Nikitin N.V.)
Φυσική των συγκρούσεων σχετικιστικών πυρήνων (καθηγητής V.L. Korotkikh)

Θέση του τμήματος είναι ότι ο φοιτητής και ο επιβλέπων του έχουν τη δυνατότητα να επιλέξουν εκείνα τα ειδικά μαθήματα που ταιριάζουν καλύτερα στα επιστημονικά τους ενδιαφέροντα. Ως εκ τούτου, ο αριθμός των ειδικών μαθημάτων που προσφέρονται στους φοιτητές στο τμήμα υπερβαίνει τον υποχρεωτικό αριθμό των μαθημάτων που παρακολουθούνται, όπως προβλέπεται από το επίσημο πρόγραμμα σπουδών.

Το προσωπικό του τμήματος διεξάγει και υποστηρίζει ειδικό πυρηνικό εργαστήριο του Τμήματος Πυρηνικής Φυσικής (NPD). Επί του παρόντος, αυτό το εργαστήριο περιλαμβάνει 9 εργαστηριακές εργασίες που έχουν σχεδιαστεί για να εξοικειώσουν τους μαθητές με τα βασικά των σύγχρονων πειραματικών τεχνικών πυρηνικής φυσικής. Οι στόχοι του εργαστηρίου συνδέονται στενά τόσο με τα μαθήματα γενικής πυρηνικής φυσικής όσο και με το σύστημα ειδικών μαθημάτων που δημιουργούνται στα περισσότερα τμήματα του Τμήματος Πυρηνικής Φυσικής.

Το θεωρητικό εργαστήριο που αναπτύχθηκε από τον καθηγητή V.V. Balashov στα μέσα της δεκαετίας του 1960 είναι μοναδικό. Στο εργαστήριο οι μαθητές αποκτούν τις υπολογιστικές δεξιότητες που είναι απαραίτητες στην καθημερινή εργασία ενός θεωρητικού φυσικού. Επί του παρόντος, αυτό το εργαστήριο υποστηρίζεται, αναπτύσσεται και βελτιώνεται από το προσωπικό του τμήματος και πολλούς μαθητές του V.V.

Οι κύριες επιστημονικές κατευθύνσεις του τμήματος παρατίθενται παρακάτω. Εάν κάποια κατεύθυνση σας φαίνεται ενδιαφέρουσα, τότε μπορείτε πάντα να επικοινωνήσετε με τον επικεφαλής αυτής της κατεύθυνσης χρησιμοποιώντας τα στοιχεία επικοινωνίας που είναι διαθέσιμα στον ιστότοπο και να μάθετε όλες τις λεπτομέρειες που σας ενδιαφέρουν. Το προσωπικό και οι καθηγητές του τμήματος είναι πάντα πρόθυμοι να απαντήσουν στις ερωτήσεις σας.

Ι. Πειράματα στη φυσική υψηλής ενέργειας

1. Έρευνα στις ιδιότητες του t-κουάρκ και της φυσικής πέρα από το Καθιερωμένο Μοντέλο σε συγκρούσεις στοιχειωδών σωματιδίων και πυρήνων σε σύγχρονους επιταχυντές υψηλής ενέργειας.

Τα πειράματα πραγματοποιούνται στα εργαστήρια του CERN (Ελβετία), DESY (Γερμανία), FNAL (ΗΠΑ), Ινστιτούτο Φυσικής Υψηλής Ενέργειας (Protvino, Ρωσία), JINR (Dubna, Ρωσία).

Επικεφαλής: Καθηγητής Boos Eduard Ernstovich, επικεφαλής. Τμήμα SINP MSU, e-mail:

2. Ανάπτυξη νέων μεθόδων ανίχνευσης σωματιδίων και μέτρησης των χαρακτηριστικών τους.

Τα πειράματα πραγματοποιούνται στα εργαστήρια του CERN (Ελβετία), του FNAL (ΗΠΑ) και του Ινστιτούτου Φυσικής Υψηλής Ενέργειας (Protvino, Ρωσία).

Επικεφαλής: Ακαδημαϊκός της Ρωσικής Ακαδημίας Επιστημών, Καθηγητής Sergey Petrovich Denisov, επικεφαλής. Εργαστήριο IHEP (Protvino), e-mail: [email προστατευμένο]

3. Μελέτη εξαιρετικά σπάνιων διασπάσεων όμορφων σωματιδίων και φυσικής πέρα από το Καθιερωμένο Μοντέλο στην εγκατάσταση LHCb του Μεγάλου Επιταχυντή Αδρονίων.

Το πείραμα πραγματοποιείται στο CERN (Ελβετία).

[email προστατευμένο]

4. Αλληλεπιδράσεις πυρήνα-πυρήνα σε σχετικιστικές ενέργειες

Έρευνα στους επιταχυντές RHIC (ΗΠΑ) και LHC (CERN).

Επικεφαλής: Καθηγητής Vladimir Leonidovich Korotkikh, e-mail:

5. Μελέτη ηλεκτρομαγνητικών αλληλεπιδράσεων αδρονίων και πυρήνων

Οι εργασίες πραγματοποιούνται στο INR RAS μαζί με κορυφαία ευρωπαϊκά κέντρα για τη μελέτη ηλεκτρομαγνητικών αλληλεπιδράσεων πυρήνων (συνεργασία GRAAL, Γκρενόμπλ (Γαλλία), ELISe, Darmstadt, A2, Mainz, Γερμανία).

Επικεφαλής: Καθηγητής Vladimir Georgievich Nedorezov, επικεφαλής. Εργαστήριο INR RAS, e-mail: [email προστατευμένο]

6. Μελέτη του ρόλου των περίεργων κουάρκ στη δομή των νουκλεονίων και των πυρήνων

Το πείραμα πραγματοποιείται στο μαγνητικό φασματόμετρο NIS-GIBS (JINR, Dubna).

Επικεφαλής: Διδάκτωρ Φυσικομαθηματικών Επιστημών Strokovsky Evgeniy Afanasyevich, επικεφαλής. Τμήμα LHE JINR (Dubna, e-mail: [email προστατευμένο]

7. Αναζητήστε νέα φυσική σε διασπάσεις kaon

Πειράματα πραγματοποιούνται σε διάφορες εγκαταστάσεις που λειτουργούν στον επιταχυντή U-70 (IPHE, Protvino).

Επικεφαλής: αντεπιστέλλον μέλος. RAS, ο καθηγητής Vladimir Fedorovich Obraztsov, Ch. επιστημονικός συναδέλφους IHEP (Protvino), e-mail: [email προστατευμένο]

II. Πειράματα στον τομέα της πυρηνικής δομής και των πυρηνικών αντιδράσεων

8. Πυρηνικές αντιδράσεις με βαρέα ιόντα, φυσική σχάσης

Επόπτες: Καθηγητής Oleg Arkadyevich Yuminov, επικεφαλής της φυσικής και των μαθηματικών. Επιστημών Platonov Sergey Yurievich, καθηγητής του τμήματος και επικεφαλής. επιστημονικός συναδέλφους SINP, e-mail:

9. Μελέτη μονοσωματιδιακών χαρακτηριστικών πυρήνων και σκέδαση φορτισμένων σωματιδίων χαμηλής και μέσης ενέργειας από ατομικούς πυρήνες

Επικεφαλής: Ph.D. φυσική και μαθηματικά Επιστήμες Bespalova Olga Viktorovna, ανώτερη. επιστημονικός συναδέλφους SINP MSU, 19ο κτίριο. SINP MSU, e-mail:

10. Μελέτες των μηχανισμών των πυρηνικών αντιδράσεων και της δομής των ελαφρών πυρήνων με τη μέθοδο της γωνιακής συσχέτισης ακτίνων γάμμα και φορτισμένων προϊόντων αντίδρασης

Επιβλέποντες: Καθηγήτρια Zelenskaya Natalya Semenovna, Ch. επιστημονικός συναδέλφους SINP MSU, e-mail: zelenskaya@anna19.. εργαστήριο SINP MSU, e-mail:

III. Θεωρητική έρευνα

1. Οιονεί δυναμική μέθοδος στη σχετικιστική θεωρία των δεσμευμένων καταστάσεων

Επικεφαλής: Καθηγητής Savrin Viktor Ivanovich, επικεφαλής. τμήματος και επικεφαλής Τμήμα SINP MSU, e-mail:

2. Μη διαταραχές στις θεωρίες μετρητών του Καθιερωμένου Μοντέλου

Επικεφαλής: Καθηγητής Arbuzov Boris Andreevich, επικεφαλής. επιστημονικός συναδέλφους SINP MSU, e-mail:

3. Θεωρίες αλληλεπιδράσεων στοιχειωδών σωματιδίων στο χωροχρόνο με πρόσθετες διαστάσεις

Επικεφαλής: Διδάκτωρ Φυσικομαθηματικών Επιστημών Volobuev Igor Pavlovich, επικεφαλής επιστημονικός συναδέλφους SINP MSU, e-mail:

4. Φυσική σε επιταχυντές και μοντέλα μετρητών της κβαντικής θεωρίας πεδίου

Επικεφαλής: Διδάκτωρ Φυσικομαθηματικών Επιστημών Dubinin Mikhail Nikolaevich, αρχηγός. επιστημονικός συναδέλφους SINP MSU, e-mail:

5. Σκληρές διεργασίες στην κβαντική χρωμοδυναμική και διάγνωση ύλης κουάρκ-γλουονίου

Επικεφαλής: Διδάκτωρ Φυσικομαθηματικών Επιστημών Snigirev Alexander Mikhailovich, επικεφαλής επιστημονικός συναδέλφους SINP MSU, e-mail:

6. Σπάνιες διασπάσεις υπέροχων και μαγεμένων σωματιδίων στο Καθιερωμένο Μοντέλο και τις προεκτάσεις του. Συσχετισμοί σε σχετικιστικά συστήματα.

Επιβλέπων: Ph.D. Nikitin Nikolay Viktorovich, αναπληρωτής καθηγητής του τμήματος e-mail: [email προστατευμένο]

7. Παραγωγή εξωτικών αδρονίων (διβαρυόνια και ελαφρά μεσόνια) σε πυρηνικές συγκρούσεις και δομή ελαφρών πυρήνων

Επικεφαλής: Καθηγητής Kukulin Vladimir Iosifovich, επικεφαλής. Εργαστήριο SINP MSU, e-mail:

8. Κβαντική θεωρία πολυσωματικών συστημάτων

Επικεφαλής: Καθηγητής Blokhintsev Leonid Dmitrievich, Ch. επιστημονικός συναδέλφους SINP MSU, e-mail:

9. Αλληλεπίδραση και διάσπαση σύνθετων πυρήνων

Επικεφαλής: Διδάκτωρ Φυσικομαθηματικών Επιστημών Eremenko Dmitry Olegovich, καθηγητής του τμήματος και επικεφαλής. επιστημονικός συναδέλφους SINP MSU, e-mail:

10. Κβαντική θεωρία συγκρούσεων γρήγορων σωματιδίων με πολυηλεκτρονικά συστήματα

Επόπτες: αναπληρωτής καθηγητής Popov Yuri Vladimirovich, επικεφαλής. εργαστήριο SINP MSU, e-mail: [email protected]; Αναπληρωτής Καθηγητής Kuzakov Konstantin Alekseevich, Αναπληρωτής Καθηγητής του Τμήματος, Art. επιστημονικός συναδέλφους SINP, e-mail:

IV. Έρευνα σε συναφείς τομείς

1. Αλληλεπίδραση γρήγορα φορτισμένων σωματιδίων με την ύλη

Επικεφαλής: Καθηγητής Τσετσενίνος Νικολάι Γκαβρίλοβιτς, επικεφαλής. Τμήμα SINP MSU, e-mail:

2. Εφαρμογή πειραματικών μεθόδων πυρηνικής φυσικής για έρευνα στον τομέα της φυσικής στερεάς κατάστασης, της επιστήμης των υλικών και της νανοτεχνολογίας

Επιβλέποντες: Καθηγητής Borisov Anatoly Mikhailovich, V. n. Με. SINP MSU, e-mail: [email προστατευμένο]; Ph.D. Tkachenko Nikita Vladimirovich, νεώτερος ερευνητής SINP MSU, τηλ. 939-49-07, e-mail:

3. Πειραματικές μελέτες νανοδομών, μαγνητικών υλικών και λεπτών επιφανειακών στρωμάτων με χρήση φασματοσκοπίας μετατροπής Mössbauer

4. Ανιχνευτές υπεραγώγιμων σήραγγας

5. Ανάπτυξη και πειραματικές μελέτες νέων κρυογονικών ανιχνευτών πυρηνικής ακτινοβολίας

Επικεφαλής: Διδάκτωρ Φυσικομαθηματικών Επιστημών Αντριάνοφ Βίκτορ Αλεξάντροβιτς, επικεφαλής επιστημονικός συναδέλφους SINP MSU, e-mail:

6. Πυρηνική ιατρική και βιολογία

Επικεφαλής: Καθηγητής Oleg Arkadievich Yuminov, επικεφαλής. επιστημονικός συναδέλφους SINP MSU, τηλ..φ.-μαθηματικά. Platonov Sergey Yurievich, καθηγητής του τμήματος και επικεφαλής. επιστημονικός συναδέλφους SINP MSU, τηλ..φ.-μαθηματικά. Eremenko Dmitry Olegovich, καθηγητής του τμήματος και επικεφαλής. Τμήμα SINP MSU, τηλ. 939-24-65, e-mail:

7. Μελέτη της επίδρασης προσομοιωμένων παραγόντων βαθέων διαστήματος στο ανθρώπινο σώμα