Kõrgenergia füüsika ja elementaarosakeste osakond. Osakonna professoritest

Kõrgenergia füüsika osakond asutati 1970. aastal akadeemik S.N. Vernova. Asutamise hetkest kuni praeguse ajani on osakonda alaliselt juhtinud akadeemik Anatoli Aleksejevitš Logunov. Osakond loodi Protvino kõrgenergiafüüsika instituudi (IHEP) ja teiste sarnaste uurimisinstituutide kõrge kvalifikatsiooniga spetsialistide koolituse baasiks. IHEP omakorda sai osakonna peamiseks teaduslikuks baasiks. Kõige tihedam oli suhe osakonna ja IHEP vahel: 5.-6. kursuse üliõpilased veetsid suurema osa õppeajast Protvinos, kus nad töötasid laborites, käisid erikursustel ja tegid lõputöid.

Olulised muutused toimusid 1982. aastal, mil pärast ümberkorraldusi töötas enamik elektrodünaamika ja kvantteooria osakonna töötajatest (mille algul olid sellised silmapaistvad teadlased nagu akadeemikud L. D. Landau, M. A. Leontovitš, A. S. Davõdov, hiljem akadeemik I.M. Lifshits) viidi üle osakonda, mida juhtis A.A. Logunov. Uuendatud osakond sai nimeks kvantteooria ja kõrgenergiafüüsika. Osakonna personal suurenes märgatavalt 1992. aastal, kui sellised kuulsad teadlased nagu akadeemikud V.G. Kadõševski, JINRi direktor (Dubna), V.A. Matvejev, INR RASi direktor (Troitsk), D.V. Shirkov, mis tugevdas osakonna suhteid Venemaa Teaduste Akadeemia instituutidega. Lisaks eelpool mainitud instituutidele on osakonnal läbi aegade tihe side olnud Moskva Riikliku Ülikooli Tuumafüüsika Instituudiga, kus osakonna lõpetajatest organiseeriti teoreetilise kõrgenergiafüüsika osakond. Osakonna liikmete arvu kasvuga kaasnes ka teadusteemade laienemine - osakond muutus üldteoreetiliseks.

Akadeemiline töö

Osakonna töötajad lugesid loengute üldkursuseid: "Kvantteooria" (6,7 semestrit, prof. Yu.M. Loskutov, prof. O.A. Khrustalev, prof. K.A. Svešnikov, prof. P.K. Silaev), "Elektrodünaamika" (5,6 semestrid, prof V. I. Grigorjev, prof V. I. Denisov, prof A. A. Vlasov, dots V. S. Rostovski, dots A. R. Frenkin).

Kateedris õpetatakse järgmisi erikursusi: "Rühmateooria" (prof. O.A. Khrustalev, prof. P.K. Silaev), "Kvantväljateooria" (prof. D.A. Slavnov), "Renormalisatsioonide ja renormaliseerimisrühmade teooria" (prof. D.A. Slavnov), "Arvmeetodid teoreetilises füüsikas" (prof. P.K. Silaev), "Sissejuhatus elementaarosakeste füüsikasse" (akadeemik V.A. Matvejev, dotsent K.V. Parfenov), "Klassikalise elektrodünaamika täiendavad peatükid", "Prof. V. A. A. Sissejuhatus gravitatsiooniteooriasse" (prof. V.I. Denisov), "Gravitatsioonivälja teooria" (prof. Yu.M. Loskutov), "Kvantväljateooria kaasaegsed meetodid" (akadeemik D.V. Shirkov), "Mittelineaarne kvantväli" Teooria" (dotsent M.V. Chichikina), "Dünaamilised võrrandid kvantväljateoorias" (prof. V.I. Savrin), "Mõõdikuväljade teooria" (prof. Yu.S. Vernov), "Systems and Subsystems in Quantum Mechanics" (prof. O.A. Khrustalev), "Kvantarvutite füüsika" (dotsent O.D. Timofejevskaja), "Solitonid, instantonid, skyrmionid ja kvarkkotid" (prof. K.A. Svešnikov).

Osakonnas on algupärased praktikumid: "Arvutiarvutus teoreetilises füüsikas", "Analüütilise arvutustehnika keel REDUCE", praktikum kursusel "Arvmeetodid teoreetilises füüsikas" (praktikajuht, teadur V.A. Iljina).

Teaduslik töö

Osakond teostab teadusuuringuid järgmistes põhivaldkondades:

Relativistlik gravitatsiooniteooria (juhendaja - akadeemik A.A. Logunov).
Uute mittelineaarsete ja kvantefektide otsimine ja uurimine gravitatsioonis, kosmoloogias, osakeste füüsikas ja vaakumseisundis (juhendaja – akadeemik A.A. Logunov).
Kvantväljateooria probleemid (juhendaja - akadeemik DV Shirkov).
Mittelineaarse vaakumelektrodünaamika mõjud ja nende ilmingud labori- ja astrofüüsikalistes tingimustes (juhendaja - prof V.I. Denisov).
Gravitatsioonimõjude uurimine (juhendaja prof. Yu.M. Loskutov).
Mittelineaarsed efektid kvantväljateoorias, kvantarvutites, kvantkrüptograafias (juhendaja - prof OA Khrustalev).
Mõõtmiste kvantmehaanilise teooria probleemid (juhendaja - prof. D.A. Slavnov).
Madala energiatarbega barüoni oleku kiraalsed kvark-mesoni mudelid (juhendaja prof. K.A. Svešnikov).
Baroelektriliste ja baromagnetiliste nähtuste teooria (juhendaja prof. V.I. Grigorjev).

Osakonna töötajad saavutasid olulisi teaduslikke tulemusi:

Akadeemik A.A. Logunov andis põhimõttelise panuse kvantväljateooria arendamisse, dispersioonseoste põhjendamisse ja rakendamisse, renormaliseerimisrühma meetodi loomisesse, mis on leidnud rakendust väga paljude probleemide lahendamisel. Ta kehtestas ranged asümptootilised teoreemid tugeva interaktsiooni omaduste käitumise kohta kõrgete energiate korral. Ta pakkus välja uudse lähenemise mitme protsessi uurimisele, mis osutus osakeste liitstruktuurile kõige adekvaatsemaks ning võimaldas kõrgenergiafüüsika instituudi kiirendis avastada mikromaailma uue kõige olulisema seaduspärasuse. - skaala muutumatus.
Poincaré, Minkowski, Einsteini ja Hilberti ideid arendades akadeemik A.A. Logunov lõi järjepideva relativistliku gravitatsiooniteooria (RTG), mis täielikult kooskõlas kõigi eksperimentaalsete faktidega kõrvaldas üldise relatiivsusteooria põhimõttelised raskused. RTG-s on kõigi väljade, sealhulgas gravitatsioonivälja, ühtne aegruumi kontiinum pseudo-Eukleidiline Minkowski ruum ja gravitatsioonivälja allikaks on mateeria, sealhulgas gravitatsioonivälja enda, konserveeritud energia-impulss-tensor. See lähenemine võimaldab unikaalselt konstrueerida gravitatsiooniteooriat kui gabariidi teooriat, milles gravitatsioonivälja spinnid on 2 ja 0 ning see on Faraday-Maxwelli vaimus füüsikaline väli ning seetõttu on võimalik gravitatsioonienergia lokaliseerimine. Säilitatakse inertsiaalse koordinaatsüsteemi kontseptsioon ning järgitakse rangelt energia-impulssi jäävuse seadusi.ja impulsimoment. Sel juhul tekib gravitatsiooni universaalsuse ja gravitatsioonivälja tensorsuse tõttu paratamatult efektiivne väli Riemanni ruum. RTG gravitatsioonivälja võrrandid sisaldavad selgesõnaliselt meetrilist Minkowski tensorit ja gravitatsiooniväli muutub massiivseks. Gravitooni mass on äärmiselt väike, kuid selle olemasolu on põhiline, kuna RTG-s sisalduvate massiliikmete tõttu on alati võimalik inertsjõude gravitatsioonijõududest üheselt eraldada. Teooria selgitab üheselt kõigi Päikesesüsteemi gravitatsioonimõjude tulemusi. RTG-s ilmnes gravitatsioonivälja omadus kõige täielikumalt: selle toimega mitte ainult ei aeglusta aja möödumist, vaid peatab ka aja laienemise ja sellest tulenevalt ka aine kokkusurumisprotsessi. Ilmunud on ka uus omadus "välja enesepiiramine", mis mängib olulist rolli gravitatsioonilise kollapsi mehhanismis ja Universumi evolutsioonis. Eelkõige on võimatud "mustad augud": kokkuvarisev täht ei pääse oma gravitatsiooniraadiuse alt välja; Homogeense ja isotroopse Universumi areng kulgeb tsükliliselt teatud maksimumtihedusest miinimumini ning aine tihedus jääb alati lõplikuks ning punkti Suure Paugu olekusse ei jõuta. Samal ajal on Universum lõpmatu ja "tasane" ning selles peitub suur peidetud mass "tumeainet".
Professor Yu.M. Loskutov ennustas järgmisi mõjusid: Tšerenkovi kiirguse depolariseerumine läve lähedal; elektronide spontaanne kiirguspolarisatsioon magnetväljas; fermioonide indutseeritud polarisatsioon magnetväljas; magnetväljas tekkivate neutriinode nurkjaotuse asümmeetriad ja neutrontähtede isekiirenemise võimalus. Loodud on kvantelektrodünaamika aparaat tugevas magnetväljas ning ennustatud mitmeid mõjusid (footonite sulandumine ja lõhenemine, Coulombi seaduse muutmine jne). On välja pakutud ja ellu viidud hüpotees gravisnõrga interaktsiooni kohta, mis rikub laengu ja ruumi pariteeti; ennustatakse elektromagnetkiirguse polarisatsioonitasandi gravitatsioonilist pöörlemist.
Professor O.A. Khrustalev ennustas kohaliku väljateooria üldpõhimõtetele tuginedes mitmeid asümptootilisi seoseid ristlõigete vahel hadronite vastastikmõjul suurel energial. Töötatakse välja suure energia korral hajumise tõenäosuslik kirjeldus. Arendatakse välja skeem kvantväljade kirjeldamiseks klassikaliste väljade taustal, mis vastab nõutavatele säilivusseadustele. Loodud on tingimusliku tihedusmaatriksi aparaat, mis kirjeldab järjekindlalt alamsüsteemide käitumist suures süsteemis.

Osakond osaleb aktiivselt IHEP - Protvino iga-aastaste rahvusvaheliste kvantväljateooria ja gravitatsiooniteooria probleeme käsitlevate seminaride korraldamisel ja läbiviimisel. Osakonna töötajad, magistrandid ja üliõpilased ning A.I. nimelise mikromaailma teoreetiliste probleemide instituudi põhipersonal. N.N. Bogolyubovi Moskva Riiklik Ülikool on aluseks Vene Föderatsiooni juhtivale teaduskoolile "Väljateooriate meetodite väljatöötamine osakeste füüsikas, gravitatsioonis ja kosmoloogias", mille juhendaja on akadeemik A.A. Logunov.

Kõrgenergia füüsika ja elementaarosakeste osakond on eksisteerinud enam kui 40 aastat. Selle lõi professor Yu.V.Novožilov Peterburi-Leningradi teoreetilise füüsika kooli asutaja akadeemik Vladimir Aleksandrovitš Focki otsesel juhendamisel. Seda koolkonda tuntakse kogu maailmas selliste nimede all nagu A.A. Fridman, G.A. Gamov, L.D. Landau, V.N. Gribov jt.

Inimest on alati huvitanud kaks küsimust: millised on väikseimad osakesed, millest moodustub kogu aine, sealhulgas inimene ise, ja kuidas toimib Universum, mille osa ta ise on. Liikudes oma teadmistes nendes kahes vastassuunas, jõudis inimene ühelt poolt astmeid alla liikudes (molekul - aatom - tuum - prootonid, neutronid - kvargid, gluoonid) arusaamiseni üliväikestel vahemaadel toimuvatest protsessidest, ja teisest küljest, liikudes astmeid ülespoole (planeet - päikesesüsteem - galaktika), jõudis arusaam universumi kui terviku struktuurist.

Samal ajal selgus, et Universum ei saa olla stabiilne ning saadi eksperimentaalsed faktid, mis kinnitasid, et umbes 10 miljardit aastat tagasi oli kogu Universumil endal selle Suure Paugu tagajärjel tekkinud ajal mikroskoopilised mõõtmed. Samal ajal on selle arenemisprotsessi analüüsimiseks selles varajases staadiumis vaja teadmisi mikrokosmose kohta, mis on saadud kaasaegsete osakeste kiirenditega tehtud katsetes. Veelgi enam, mida suurem on kiirendil kokku põrganud osakeste energia, seda lühematel vahemaadel saab aine käitumist uurida ja seda varasem on hetk, millest alates saame jälgida Universumi arengut. Nii said kokku mikro- ja makrokosmose uurimine.

Veel 50 aastat tagasi usuti, et kogu aine koosneb aatomitest ja need omakorda on üles ehitatud kolmest põhiosakesest – positiivselt laetud prootonitest ja elektriliselt neutraalsetest neutronitest, mis moodustavad kesktuuma, ning ümber tuuma tiirlevatest negatiivselt laetud elektronidest.

Nüüdseks on kindlaks tehtud, et prootonid ja neutronid on ehitatud veelgi "fundamentaalsematest" objektidest – kvarkidest. Kuus tüüpi kvarke koos kuue leptoniga (elektron, müon, tau ja kolm vastavat neutriinot) ja neli vahepealset vektorbosonit on ehitusplokkideks, millest kogu universumi aine on ehitatud.

Suurte energiate ja elementaarosakeste füüsika ning uurib nende aine põhikomponentide omadusi ja käitumist. Nende omadused avalduvad neljas teadaolevas vastasmõjus – gravitatsiooniline, nõrga tuuma, elektromagnetilise, tugeva tuumaga. Kaasaegsete kontseptsioonide kohaselt on nõrk tuuma- ja elektromagnetiline vastastikmõju sama tüüpi, elektronõrga vastastikmõju kaks erinevat ilmingut. Füüsikud loodavad, et lähitulevikus lisatakse see interaktsioon koos tugeva tuuma teooriaga suuresse ühtsesse teooriasse ja võib-olla koos gravitatsioonilisega ühendatud interaktsiooniteooriasse.

Fundamentaalosakeste ja nende vastastikmõjude uurimiseks on vaja ehitada hiiglaslikud kiirendid (seadmed, milles elementaarosakesi kiirendatakse valguse kiirusele lähedase kiiruseni ja seejärel põrkuvad omavahel). Tänu oma tohututele mõõtmetele (kümned kilomeetrid) ehitatakse võimendid maa-alustesse tunnelitesse. Kõige võimsamad kiirendid käitatakse või ehitatakse CERNi (Genf, Šveits), Fermilabi (Chicago, USA), DESY (Hamburg, Saksamaa), SLAC (California, USA) laborites.

Praegu on Šveitsis Genfis asuvas Euroopa Tuumauuringute Keskuses (CERN) täies hoos võimsaima elementaarosakeste kiirendi LHC (Large Hadron Collider) ehitamine, mis on võimeline kiirendama mitte ainult elementaarosakesi (prootoneid), vaid ka aatomit. tuumad. Eeldatakse, et ülikõrgete energiateni kiirendatud plii tuumade kokkupõrkes suudab see kiirendi saada uue aine oleku - kvark-gluoonplasma, milles kvargid ja gluoonid - põrkuvate tuumade prootonite ja neutronite koostisosad - ühinevad kokku. Universumi arengu analüüsi seisukohalt oli selline aine olek staadiumis, mis eksisteeris ligikaudu 10 mikrosekundit pärast "Suurt Pauku".

Kvark-gluoonplasma moodustumise märkide tuvastamiseks plii tuumade kokkupõrke ajal ehitatakse LHC kiirendi juurde hiiglaslik eksperimentaalrajatis ja sellel on plaanis läbi viia spetsiaalne eksperiment - ALICE (A Large Ion Collision Experiment). Kõrgenergia füüsika ja elementaarosakeste osakond osaleb CERNi ALICE eksperimendi ettevalmistamises ja selle jaoks mõeldud füüsika uurimisprogrammi väljatöötamises.

Kõrgete energiate ja elementaarosakeste füüsika mitte ainult ei anna inimesele võimalust tundma õppida teda ümbritsevat maailma, vaid aitab kaasa ka kõige kaasaegsemate tehnoloogiate arendamisele ja rakendamisele. Tavaliselt osalevad kõrgenergiafüüsika alaste katsete loomisel ja läbiviimisel sajad teadlased, insenerid, elektroonika, materjaliteaduse ja eriti arvutitehnoloogia valdkonna spetsialistid. Teabe kogumise ja töötlemise vajalik kiirus kõrge energiaga osakeste kokkupõrke protsessis ületab kõik mõeldavad piirid. Peaaegu kogu kaasaegne arvutitehnoloogia on arenenud peamiselt suure energiaga füüsika vajaduste tõttu. Viimaste aastate olulisim edusamm selles vallas on olnud World Wide Web – üldtunnustatud Interneti-teabe esitamise vormingu loomine, mis leiutati CERNis umbes 10 aastat tagasi, et pakkuda sadadele teadlastele viivitamatut juurdepääsu kümnetest teadlastest. elementaarosakeste füüsika alal töötavatest laboritest erinevates riikides. Peterburi esimesed WWW-serverid käivitati Peterburi Riikliku Ülikooli füüsikateaduskonnas, Peterburi Riikliku Ülikooli Füüsika Uurimisinstituudis ja Peterburi Tuumafüüsika Instituudis Gatchinas.

Elementaarosakeste teooria põhilise matemaatilise aparaadi kvantväljateooria meetodite arenedes sai selgeks, et neid saab suure eduga kasutada ka teistes teoreetilise füüsika valdkondades. Selle tulemusena on koos käimasolevate teadusuuringutega kaasaegse elementaarosakeste teooria vallas, mis on osakonna prioriteet, välja kujunenud uued suunad. Arendatakse uusi matemaatilisi meetodeid – kvantsümmeetria ja mittekommutatiivsete ruumide teooriat. Funktsionaalse integratsiooni meetodeid, Feynmani diagramme ja renormaliseerimise teooriat on viimasel ajal aktiivselt kasutatud kriitiliste nähtuste teoorias (faasisiirete teooria) ja hüdrodünaamilise turbulentsi teoorias.

Viimastel aastatel on leitud täiesti ootamatuid rakendusi kvantväljateooria meetoditele, mis esmapilgul on teoreetilisest füüsikast selle traditsioonilises mõttes üsna kaugel. Eelkõige on tekkinud ja kiiresti arenemas (sealhulgas osakonnas) iseorganiseeruva kriitilisuse teooria, majandusfüüsika ja närvivõrkude teooria, milles modelleeritakse keerukate süsteemide iseorganiseerumise kõige universaalsemad mehhanismid. elementaarsed ideed nende komponentide koostoime olemuse kohta. Kvantväljateooria ja statistilise füüsika valdkonnas kogunenud seda tüüpi mudelite uurimise kogemus ning arvutikatsete kasutamine võimaldab saada huvitavaid kvantitatiivseid tulemusi majanduses, neurofüsioloogias ja bioloogias.

Kõrgenergia füüsika ja elementaarosakeste osakond lõpetab igal aastal programmi "Elementaarosakeste interaktsiooni teooria ja kvantväljateooria" raames kuni 10 spetsialisti. Osakonna õppe- ja teaduskoosseisus on 14 doktorit ja 7 teaduste kandidaati (teaduskraadita töötajaid osakonnas ei ole). Osakonna asutaja Yu.V.Novožilov ja osakonna juhataja M.A.Braun kannavad austatud teadlase aunimetusi, mitmed töötajad on erinevatel aastatel pälvinud ülikoolipreemiaid, samuti Sorose professori tiitlid.

Kõik osakonna liikmed omavad laialdasi sidemeid väliskolleegidega Saksamaa, Prantsusmaa, Itaalia, Hispaania, Šveitsi, USA jm ülikoolidest, reisivad regulaarselt töölähetustele, et teha ühiseid uuringuid. Osakonna töötajate tööd on prioriteetse iseloomuga ja neid tsiteeritakse aktiivselt maailma teadusajakirjanduses. Peaaegu kõik osakonna töötajad töötavad Venemaa Alusuuringute Fondi toetuste toel, osa töötajaid saavad rahastust välisfondidelt INTAS, NATO, DAAD, CRDF, INFN jne.

Osakonna lõpetajad saavad laialdase ja kõrgeimatele rahvusvahelistele standarditele vastava hariduse teoreetilise ja matemaatilise füüsika vallas. Mõned üliõpilased saavad Peterburi ülikooli magistrikraadi kõrval ka välismaiste kõrgemate teadusasutuste kraadid (näiteks Ecole Politechnique). Pärast kooli lõpetamist on lõpetajatel palju võimalusi jätkata haridus- ja teadustegevust nii Venemaal kui ka välismaal. Vähemalt pooled lõpetajatest jäävad reeglina osakonna aspirantuuri, osa lõpetajatest võetakse vastu Venemaa Teaduste Akadeemia instituutidesse (Peterburi Tuumafüüsika Instituut, St.

Osakonna juhataja
Professor Denisov Viktor Ivanovitš

Kvantteooria osakonna juhataja
ja suure energiaga füüsika
Professor V.I. Denissov

Akadeemiline töö

Osakonnas õpetatakse järgmisi erikursuseid: "Rühmateooria" (prof. O.A. Khrustalev, prof. P.K. Silaev), "Kvantväljateooria" (prof. D.A. Slavnov), "Renormalisatsioonide ja renormaliseerimisrühmade teooria" (prof. D.A. Slavnov), "Arvmeetodid teoreetilises füüsikas" (prof. P.K. Silaev), "Sissejuhatus elementaarosakeste füüsikasse" (akadeemik V.A. Matvejev, dotsent K.V. Parfenov ), "Klassikalise elektrodünaamika lisapeatükid", "A.Vlas A.", "Prof. Sissejuhatus gravitatsiooniteooriasse" (prof. V.I. Denisov), "Gravitatsioonivälja teooria" (prof. Yu.M. Loskutov), "Kvantväljateooria kaasaegsed meetodid" (akadeemik D.V. Shirkov), "Mittelineaarne kvant Väljateooria" (dotsent M.V. Chichikina), "Dünaamilised võrrandid kvantväljateoorias" (prof. V.I. Savrin), "Mõõdikuväljade teooria" (prof. Yu.S. Vernov), "Systems and Subsystems in Quantum Mechanics" ( Prof. O.A. Khrustalev), "Kvantarvutite füüsika" (dotsent O.D. Timofejevskaja), "Solitonid, instantonid, skyrmionid ja kvarkkotid" (prof. K.A. Svešnikov).

Teaduslik töö

Osakond teostab teadusuuringuid järgmistes põhivaldkondades:

Relativistlik gravitatsiooniteooria (juhendaja - akadeemik A.A. Logunov).
Uute mittelineaarsete ja kvantefektide otsimine ja uurimine gravitatsioonis, kosmoloogias, osakeste füüsikas ja vaakumseisundis (juhendaja – akadeemik A.A. Logunov).
Kvantväljateooria probleemid (juhendaja - akadeemik DV Shirkov).
Vaakumi mittelineaarse elektrodünaamika mõjud ja nende ilmingud labori- ja astrofüüsikalistes tingimustes (juhendaja prof V.I. Denisov).
Gravitatsioonimõjude uurimine (juhendaja prof. Yu.M. Loskutov).
Mittelineaarsed efektid kvantväljateoorias, kvantarvutites, kvantkrüptograafias (juhendaja - prof OA Khrustalev).
Mõõtmiste kvantmehaanilise teooria probleemid (juhendaja - prof. D.A. Slavnov).
Madala energiatarbega barüoni oleku kiraalsed kvark-mesoni mudelid (juhendaja prof. K.A. Svešnikov).
Baroelektriliste ja baromagnetiliste nähtuste teooria (juhendaja prof. V.I. Grigorjev).

Osakonna töötajad saavutasid olulisi teaduslikke tulemusi:

Akadeemik A.A. Logunov andis põhimõttelise panuse kvantväljateooria arendamisse, dispersioonseoste põhjendamisse ja rakendamisse, renormaliseerimisrühma meetodi loomisse, mis on leidnud rakendust väga paljude probleemide lahendamisel. Ta kehtestas ranged asümptootilised teoreemid tugeva interaktsiooni omaduste käitumise kohta kõrgete energiate korral. Ta pakkus välja uudse lähenemise mitme protsessi uurimisele, mis osutus osakeste liitstruktuurile kõige adekvaatsemaks ning võimaldas kõrgenergiafüüsika instituudi kiirendis avastada mikromaailma uue kõige olulisema seaduspärasuse. - skaala muutumatus.
Poincaré, Minkowski, Einsteini ja Hilberti ideede arendamine, akadeemik A.A. Logunov lõi järjekindla relativistliku gravitatsiooniteooria (RTG), mis täielikult kooskõlas kõigi eksperimentaalsete faktidega kõrvaldas üldise relatiivsusteooria põhimõttelised raskused. RTG-s on kõigi väljade, sealhulgas gravitatsioonivälja, ühtne aegruumi kontiinum pseudo-Eukleidiline Minkowski ruum ja gravitatsioonivälja allikaks on mateeria, sealhulgas gravitatsioonivälja enda, konserveeritud energia-impulss-tensor. See lähenemine võimaldab unikaalselt konstrueerida gravitatsiooniteooriat kui gabariidi teooriat, milles gravitatsioonivälja spinnid on 2 ja 0 ning see on Faraday-Maxwelli vaimus füüsikaline väli ning seetõttu on võimalik gravitatsioonienergia lokaliseerimine. Säilitatakse inertsiaalse koordinaatsüsteemi kontseptsioon ning järgitakse rangelt energia-impulssi jäävuse seadusi.ja impulsimoment. Sel juhul tekib gravitatsiooni universaalsuse ja gravitatsioonivälja tensorsuse tõttu paratamatult efektiivne väli Riemanni ruum. RTG gravitatsioonivälja võrrandid sisaldavad selgesõnaliselt meetrilist Minkowski tensorit ja gravitatsiooniväli muutub massiivseks. Gravitooni mass on äärmiselt väike, kuid selle olemasolu on põhiline, kuna RTG-s sisalduvate massiliikmete tõttu on alati võimalik inertsjõude gravitatsioonijõududest üheselt eraldada. Teooria selgitab üheselt kõigi Päikesesüsteemi gravitatsioonimõjude tulemusi. RTG-s ilmnes gravitatsioonivälja omadus kõige täielikumalt: selle toimel mitte ainult aeglustada aja kulgu, vaid ka peatada aja laienemise protsess ja sellest tulenevalt ka aine kokkusurumise protsess. Ilmunud on ka uus omadus "välja enesepiiramine", mis mängib olulist rolli gravitatsioonilise kollapsi mehhanismis ja Universumi evolutsioonis. Eelkõige on võimatud "mustad augud": kokkuvarisev täht ei pääse oma gravitatsiooniraadiuse alt välja; Homogeense ja isotroopse Universumi areng kulgeb tsükliliselt teatud maksimumtihedusest miinimumini ning aine tihedus jääb alati lõplikuks ning punkti Suure Paugu olekusse ei jõuta. Samal ajal on Universum lõpmatu ja "tasane" ning selles peitub suur peidetud mass "tumeainet".
Professor Yu.M. Loskutov ennustatakse mõjusid: Tšerenkovi kiirguse depolarisatsioon läve lähedal; elektronide spontaanne kiirguspolarisatsioon magnetväljas; fermioonide indutseeritud polarisatsioon magnetväljas; magnetväljas tekkivate neutriinode nurkjaotuse asümmeetriad ja neutrontähtede isekiirenemise võimalus. Loodud on kvantelektrodünaamika aparaat tugevas magnetväljas ning ennustatud mitmeid mõjusid (footonite sulandumine ja lõhenemine, Coulombi seaduse muutmine jne). On välja pakutud ja ellu viidud hüpotees gravisnõrga interaktsiooni kohta, mis rikub laengu ja ruumi pariteeti; ennustatakse elektromagnetkiirguse polarisatsioonitasandi gravitatsioonilist pöörlemist.
Professor O.A. Khrustalev Lokaalse väljateooria üldpõhimõtetele tuginedes on ennustatud mitmeid asümptootilisi seoseid kõrge energiaga hadronite interaktsiooni ristlõigete vahel. Töötatakse välja suure energia korral hajumise tõenäosuslik kirjeldus. Arendatakse välja skeem kvantväljade kirjeldamiseks klassikaliste väljade taustal, mis vastab nõutavatele säilivusseadustele. Loodud on tingimusliku tihedusmaatriksi aparaat, mis kirjeldab järjekindlalt alamsüsteemide käitumist suures süsteemis.

Osakonna professorid

Aatomituumafüüsika ja kvantkokkupõrgete teooria osakond valmistab spetsialiste (nii eksperimenteerijaid kui ka teoreetikuid) ette tööks järgmistel põhivaldkondadel: kõrgenergiafüüsika ja elementaarosakeste füüsika, aatomituuma füüsika ja tuumareaktsioonid, nanostruktuuride füüsika, rakendustuumafüüsika. ja tuumameditsiin. Üliõpilased, magistrandid ja osakonna lõpetajad töötavad suurimates teaduskatsetes. Näiteks kõigis koostöös CERNi suures Alron Collideris (ATLAS, CMS, LHCb, ALICE), D0 ja RHIC rajatistes (USA), NICA projektis (JINR, Venemaa), ELISe, A2, ZEUS ja FAIR katsed (Saksamaa), GRAAL eksperimendis (Prantsusmaa), riiklikus uurimiskeskuses INFN (Itaalia), Stanfordi ülikoolis (USA), LANis (Los Alamos, USA), Saksamaa uurimiskeskustes DESY ja GSI, uurimisrühmades, mis on seotud järgmise põlvkonna kiirendite ILC ja CLIC loomisega.

Osakonna üliõpilastel ja magistrantidel on ainulaadsed võimalused osaleda erinevates rahvusvahelistes ja Venemaa teaduskoolides, seminaridel, konverentsidel nagu üliõpilaste ja noorte teadlaste suvekoolid CERN, Fermilab, DESY, GSI, QFTHEP rahvusvahelistes töötubades, noorte talentide seminaridel, mida korraldavad sihtasutus "Dünastia" ja paljud muud teaduslikud üritused.

Aatomituumafüüsika ja kvantkokkupõrgete teooria osakonna ajalugu ulatub tagasi Moskva Riikliku Ülikooli esimese ja maailma ühe esimese tuumateaduse osakonnani – aatomituumade ja radioaktiivsuse osakonnani, mis alustas tööd 1940. aastal akadeemik D.V. juhtimisel. Skobeltsõn. Osakond on tuumaspektroskoopia osakonna (juh L. V. Groshev) ja teoreetilise tuumafüüsika osakonna (juh D. I. Blohhintsev) otsene järglane. Aastatel 1971–1991 töötas professor A.F. Tulinov on silmapaistev eksperimentaalfüüsik, üks varjuefekti avastamise autoreid, mitmete uute suundade rajaja kristallkehade omaduste uurimisel laetud osakeste kiirte abil. Aastatel 1991–2007 oli kateedri juhatajaks professor V.V. Balašov on tuntud teoreetiline füüsik aatomituuma ja tuumareaktsioonide teooria, keskmiste ja kõrgete energiate hajumise kvantteooria alal ning silmapaistev õppejõud. 1998. aastal sai osakond uue nime "Aatomituumafüüsika ja kvantkokkupõrgete teooria osakond". Alates 2009. aastast on SINP MSU asedirektor, teoreetilise kõrgenergiafüüsika osakonna juhataja professor V.I.Savrin, kes on andnud suure panuse tihedusmaatriksi relativistlikusse teooriasse ja seotud olekute teooriasse. osakond.

Praegu õpetavad osakonnas juhtivate Venemaa teaduskeskuste töötajad: SINP MGU (Moskva), IHEP (Protvino), INR RAS (Moskva), JINR (Dubna). Nende hulgas on Venemaa Teaduste Akadeemia akadeemik, Venemaa Teaduste Akadeemia korrespondentliige, professorid, doktorid ning füüsika ja matemaatika kandidaadid. Teadused. Aktiivselt töötavate teadlaste suur protsent on üks osakonna tunnusjooni, selle tunnusjoon. Osakonna õppekavas on järgmised kursused (nimekiri võib mitme aasta jooksul veidi muutuda):

Osakeste ja kiirguse koostoime ainega (dotsent Kuzakov K.A.)
Tuumafüüsika eksperimentaalsed meetodid (professor Platonov S.Yu.)
Kvantkokkupõrke teooria (dotsent Kuzakov K.A.)
Elementaarprotsesside kinemaatika (dotsent Strokovski E.A.)
Kõrge energiaga osakeste detektorid (akadeemik Denisov S.P.)
Kõrgenergia füüsika katsemeetodid (vastav liige Obraztsov V.F.)
Rühmateooria osakeste ja tuumafüüsikas (dotsent Volobuev I.P.)
Aatomituuma füüsika (tuuma struktuur) (professor Eremenko D.O.)
Kvantelektrodünaamika (dotsent Nikitin N.V.)
Sissejuhatus elementaarosakeste füüsikasse (professor Arbuzov B.A.)
Elektromagnetiliste vastastikmõjude füüsika (professor Nedorezov V.G.)
Valitud küsimused kvantkromodünaamikast (QCD) (dotsent Snigirev A.M.)
Standardmudel ja selle laiendused (professor Boos E.E.)
Tuumareaktsioonid (professor Eremenko D.O.)
Raskete ioonide tuumafüüsika (professor Eremenko D.O.)
Hadroni spektroskoopia (Ph.D. Obukhovsky I.T.)
Elektroonika kõrgenergia füüsikas (professor Basiladze S.G.)
Valitud hajumise teooria küsimused (professor Blokhintsev L.D.)
Osakeste füüsika põrgajates (dotsent Dubinin M.N.)
Tuuma lõhustumise füüsika (professor Platonov S.Yu.)
Tihedusmaatriks (dotsent Nikitin N.V.)
Relativistlike tuumade kokkupõrgete füüsika (professor V. L. Korotkikh)

Osakonna seisukoht on, et üliõpilasel ja tema juhendajal on võimalus valida need erikursused, mis vastavad tema teaduslikele huvidele kõige paremini. Seetõttu ületab osakonnas üliõpilastele pakutavate erikursuste arv ametlikus õppekavas sätestatud kohustusliku läbitavate ainete arvu.

Osakonna töötajad viivad läbi ja toetavad tuumafüüsika osakonna (TUF) spetsiaalset tuumatöökoda. Praegu sisaldab see töötuba 9 laboratoorset tööd, mille eesmärk on tutvustada õpilastele kaasaegse eksperimentaalse tuumafüüsika tehnikate põhitõdesid. Töötoa eesmärgid on tihedalt seotud nii üldise tuumafüüsika loengukursuste kui ka enamikus tuumafüüsika osakondades loodud erikursuste süsteemiga.

Professor V. V. Balašovi poolt 1960. aastate keskel välja töötatud teoreetiline töötuba on ainulaadne. Töötoas omandavad õpilased teoreetilise füüsiku igapäevatöös vajalikud arvutusoskused. Praegu toetavad, arendavad ja täiustavad seda töötuba osakonna töötajad ja arvukad V. V. Balašovi üliõpilased.

Allpool on välja toodud osakonna peamised teaduslikud suunad. Kui mõni suund tundus teile huvitav, võite alati ühendust võtta selle suuna juhiga, kasutades saidil olevat kontaktteavet, ja uurida kõiki teid huvitavaid üksikasju. Osakonna töötajad ja õppejõud vastavad alati meeleldi teie küsimustele.

I. Katsed kõrgenergia füüsika vallas

1. T-kvargi omaduste ja füüsika uurimine väljaspool standardmudeli raamistikku elementaarosakeste ja tuumade kokkupõrgetes kaasaegsetel suure energiaga kiirenditel.

Katsed viiakse läbi CERNi (Šveits), DESY (Saksamaa), FNAL (USA), High Energy Physics (Protvino, Venemaa), JINR (Dubna, Venemaa) laborites.

Juhataja: professor Eduard Ernstovitš Boos, juhataja. SINP MSU osakond, e-post:

2. Uute meetodite väljatöötamine osakeste tuvastamiseks ja nende omaduste mõõtmiseks.

Katsed viiakse läbi CERNi (Šveits), FNAL-i (USA) ja Kõrgenergia Füüsika Instituudi (Protvino, Venemaa) laborites.

Juhendaja: Venemaa Teaduste Akadeemia akadeemik, professor Sergei Petrovitš Denisov, juhataja. IHEP laborid (Protvino), e-post: [e-postiga kaitstud]

3. Armaste osakeste ja füüsika üliharuldaste lagunemiste uurimine väljaspool standardmudeli raamistikku Large Hadron Collider LHCb rajatises.

Katse viiakse läbi CERNis (Šveits).

[e-postiga kaitstud]

4. Tuuma-tuuma vastastikmõjud relativistlikel energiatel

Uuringud RHIC (USA) ja LHC (CERN) põrkajate juures.

Juhendaja: professor Korotkihh Vladimir Leonidovitš, e-post:

5. Hadronite ja tuumade elektromagnetiliste vastastikmõjude uurimine

Töö toimub INR RAS-is koostöös juhtivate Euroopa tuumade elektromagnetiliste vastasmõjude uurimiskeskustega (GRAAL-i koostöö, Grenoble (Prantsusmaa), ELISe, Darmstadt, A2, Mainz, Saksamaa).

Juhendaja: professor Nedorezov Vladimir Georgievich, juhataja. INR RASi labor, e-post: [e-postiga kaitstud]

6. Kummaliste kvarkide rolli uurimine nukleonide ja tuumade ehituses

Katse viidi läbi NIS-GIBS magnetspektromeetriga (JINR, Dubna).

Pea: d.f.-m.s. Strokovski Jevgeni Afanasjevitš LHE JINR osakond (Dubna, e-post: [e-postiga kaitstud]

7. Otsige uut füüsikat kaoni lagunemistest

Katseid tehakse erinevates U-70 kiirendil töötavates rajatistes (IHEP, Protvino).

Juht: korrespondentliige RAS, professor Obraztsov Vladimir Fedorovitš, Ch. teaduslik koostööpartner IHEP (Protvino), e-post: [e-postiga kaitstud]

II. Katsed tuumastruktuuri ja tuumareaktsioonide vallas

8. Tuumareaktsioonid raskete ioonidega, lõhustumise füüsika

Juhendajad: professor Yuminov Oleg Arkadjevitš, füüsika ja matemaatika juht. Teadused Platonov Sergei Jurjevitš, osakonna professor ja Ved. teaduslik koostööpartner SINP, e-post:

9. Tuumade üksikosakeste omaduste ning madala ja keskmise energiaga laetud osakeste hajumise uurimine aatomituumade kaupa

Pea: Cand. Füüsika-matemaatika. Teadused Bespalova Olga Viktorovna, vana. teaduslik koostööpartner SINP MSU, 19. bldg. SINP MSU, e-post:

10. Tuumareaktsioonide mehhanismide ja kergete tuumade ehituse uurimine gammakiirte ja laetud reaktsiooniproduktide nurkkorrelatsiooni meetodil.

Juhid: Professor Zelenskaja Natalja Semjonovna, Ch. teaduslik koostööpartner SINP MSU, e-post: [e-postiga kaitstud] SINP MSU labor, e-post:

III. Teoreetilised õpingud

1. Kvasipotentsiaalimeetod seotud olekute relativistlikus teoorias

Juhendaja: professor Savrin Viktor Ivanovitš, juhataja. osakond ja juhataja SINP MSU osakond, e-post:

2. Mitteperturbatiivsed efektid standardmudeli gabariiditeooriates

Juhendaja: professor Arbuzov Boriss Andrejevitš, juh. teaduslik koostööpartner SINP MSU, e-post:

3. Lisamõõtmetega elementaarosakeste interaktsioonide teooriad aegruumis

Pea: d.f.-m.s. Volobuev Igor Pavlovitš teaduslik koostööpartner SINP MSU, e-post:

4. Põrgutite füüsika ja kvantväljateooria gabariidimudelid

Pea: d.f.-m.s. Dubinin Mihhail Nikolajevitš teaduslik koostööpartner SINP MSU, e-post:

5. Jäigad protsessid kvantkromodünaamikas ja kvark-gluoonaine diagnostikas

Pea: d.f.-m.s. Snigirev Aleksander Mihhailovitš teaduslik koostööpartner SINP MSU, e-post:

6. Haruldased võluvate ja võlutud osakeste lagunemised Standardmudelis ja selle pikendustes. Korrelatsioonid relativistlikes süsteemides.

Juht: Ph.D. Nikitin Nikolai Viktorovitš, osakonna dotsent e-post: [e-postiga kaitstud]

7. Eksootiliste hadronite (dibarüonid ja kerged skalaarmesonid) tootmine tuumakokkupõrgetes ja kergete tuumade ehitus

Juhendaja: professor Kukulin Vladimir Iosifovitš, juhataja. SINP MSU labor, e-post:

8. Mitme keha süsteemide kvantteooria

Juhendaja: professor Blohhintsev Leonid Dmitrijevitš, Ch. teaduslik koostööpartner SINP MSU, e-post:

9. Komplekstuumade vastastikmõju ja lagunemine

Pea: d.f.-m.s. Eremenko Dmitri Olegovitš, osakonna professor ja juhtiv. teaduslik koostööpartner SINP MSU, e-post:

10. Kiirete osakeste kokkupõrgete kvantteooria mitmeelektroniliste süsteemidega

Juhid: dotsent Popov Juri Vladimirovitš, juhataja. SINP MSU labor, e-post: [e-postiga kaitstud] veebisait; Dotsent Kuzakov Konstantin Aleksejevitš, osakonna dotsent, art. teaduslik koostööpartner SINP, e-post:

IV. Uurimine seotud valdkondades

1. Kiirelt laetud osakeste vastastikmõju ainega

Juhendaja: professor Tšetšenin Nikolai Gavrilovitš, juhataja. SINP MSU osakond, e-post:

2. Tuumafüüsika eksperimentaalsete meetodite rakendamine tahkisfüüsika, materjaliteaduse ja nanotehnoloogia alastes uuringutes

Juhid: professor Borisov Anatoli Mihhailovitš, c. n. Koos. SINP MSU, e-post: [e-postiga kaitstud]; Ph.D. Tkachenko Nikita Vladimirovitš, nooremteadur SINP MSU, tel. 939-49-07, e-post:

3. Nanostruktuuride, magnetmaterjalide ja õhukeste pinnakihtide eksperimentaalsed uuringud Mössbaueri konversioonispektroskoopia abil

4. Ülijuhtivad tunnelidetektorid

5. Uute tuumakiirguse krüogeensete detektorite väljatöötamine ja eksperimentaalsed uuringud

Pea: d.f.-m.s. Andrianov Viktor Aleksandrovitš teaduslik koostööpartner SINP MSU, e-post:

6. Tuumameditsiin ja -bioloogia

Juhid: professor Yuminov Oleg Arkadjevitš, juhtiv. teaduslik koostööpartner SINP MSU, tel..phys.-math.sci. Platonov Sergei Jurjevitš, osakonna professor ja Ved. teaduslik koostööpartner SINP MSU, tel..phys.-math.sci. Eremenko Dmitri Olegovitš, osakonna professor ja juhataja. SINP MSU osakond, tel. 939-24-65, e-post:

7. Süvakosmose simuleeritud tegurite mõju uurimine inimkehale

Osakonna professoritest

Lifshits Ilja Mihhailovitš(13.01.1917, Harkov – 23.10.1982, Moskva, maetud Troekurovski kalmistule). Teoreetiline füüsik. Lõpetanud Harkovi ülikooli füüsika-matemaatikateaduskonna (1936).

Füüsikaliste ja matemaatikateaduste kandidaat (1939). Füüsikaliste ja matemaatikateaduste doktor (1941). Moskva Riikliku Ülikooli füüsikateaduskonna kvantteooria osakonna (1964-1977) ja madala temperatuuri füüsika osakonna (1978-1982) professor. 1964. aastal Moskva Riikliku Ülikooli rektori kutsel I.G. Petrovski, organiseeris ta Moskva Riikliku Ülikooli füüsikateaduskonnas eriala "Tahke oleku teooria" ja juhtis seda kuni 1982. aastani. Ta pidas loengukursusi: "Tahke oleku kvantteooria", "Füüsikaline kineetika", "Polümeeriahelate teooria". ", "Häirunud süsteemide kvantteooria" jne. Juhendas teadusseminari "Tahke oleku teooria". NSV Liidu Teaduste Akadeemia akadeemik (1970). Ukraina NSV Teaduste Akadeemia akadeemik (1967). NSVL Teaduste Akadeemia tahkete ainete teooria teadusnõukogu esimees (1961-1982). Cambridge'i ülikooli Trinity kolledži austipendiaat (1962) Ameerika Teaduste Akadeemia välisliige (1982). Mitmete teadusajakirjade toimetuskolleegiumi liige: Journal of Experimental and Theoretical Physics, Solid State Physics, Low Temperature Physics, Journal of Low Temperature Physics, Journal of Statistical Physics, Journal of Physics and Chemistry of Solids.

Autasustatud Tööpunalipu ordeni (1975) ja medalitega. Autasustas neid. L.I. Mandelstam NSV Liidu Teaduste Akadeemiast (1952), Inglise Kuningliku Füüsika Seltsi F. Simoni preemia (1962). Lenini preemia laureaat (1967).

Teadusvaldkonnad: reaalsete mitteideaalsete kristallide teooria; elektrooniline metalliteooria; kvantvedelikud ja kvantkristallid; polümeeride ja biopolümeeride füüsika; korrastamata süsteemide teooria. Lõi reaalsete kristallide dünaamilise teooria, ennustas kohalike ja kvaasi-lokaalsete sageduste olemasolu. Üks kaasaegse tahkete ainete kvantteooria rajajaid. Talle kuulub idee taastada eksperimentaalsete andmete põhjal tahkete ainete energiaspekter, mis põhineb kvaasiosakeste - bosonide ja fermionide - kontseptsioonil. Ta näitas, et spektri Bose harude taastamine on võimalik mitte ainult traditsioonilisel viisil (elastse neutronite hajutamise teel), vaid ka termodünaamiliste karakteristikute temperatuurisõltuvuse kaudu. Metallide spektri Fermi harude taastamine saavutati tänu tema ja tema kaastöötajate poolt metallide elektroonilise teooria kaasaegse vormi loomisele. Töötas välja geomeetrilise keele, mida tavaliselt kasutatakse metallifüüsikas. Ta ehitas korratute süsteemide elektroonilise spektri teooria. Ta andis olulise panuse faasisiirete teooriasse. Ta sõnastas esimest ja teist tüüpi faasisiirete kineetika põhikontseptsioonid ja lõi tuumastumise teooria. Ta ennustas 2,5-ndat tüüpi elektroonilisi topoloogilisi üleminekuid metallides. Polümeeride statistilist füüsikat käsitlevate teedrajavate tööde autor. Ta lõi polümeeri- ja biopolümeersüsteemides spiraal-gloobuli tüüpi üleminekute teooria.

Doktoritöö teema: "Tahkete lahuste teooriast". Doktoritöö teema: "Imperfektsete kristallide optiline käitumine infrapunapiirkonnas".

Ette valmistanud üle 60 kandidaadi ja teaduste doktori. Avaldanud umbes 250 teadustööd.

Peamised tööd:

"Metalli elektrooniliste omaduste anomaaliate kohta kõrge rõhu piirkonnas" (JETF, 1960, 38 (5), 1569-1576).
"Korramata kondenseerunud süsteemide energiaspektri struktuuri ja kvantolekute kohta. (UFN, 1964, 83 (4), 617-663).
"Mõned biopolümeeride statistilise teooria probleemid" (JETP, 1968, 55 (6), 2408-2422).
"Valitud teosed. Reaalsete kristallide ja korrastamata süsteemide füüsika" (Moskva: Nauka, 1987, 551 lk.).
"Valitud teosed. Metallide elektrooniline teooria. Polümeeride ja biopolümeeride füüsika" (M.: Nauka, 1994, 442 lk.).