Institutt for kvanteteori og høyenergifysikk. Om professorene ved instituttet

Om professorene ved instituttet

Lifshits Ilya Mikhailovich(13.01.1917, Kharkov - 23.10.1982, Moskva, gravlagt på Troekurovsky kirkegård). Teoretisk fysiker. Uteksaminert fra fakultetet for fysikk og matematikk ved Kharkov University (1936).

Kandidat for fysiske og matematiske vitenskaper (1939). Doktor i fysiske og matematiske vitenskaper (1941). Professor ved Institutt for kvanteteori (1964-1977) og Institutt for lavtemperaturfysikk (1978-1982) ved Fysikkfakultetet ved Moscow State University. I 1964, på invitasjon fra rektor ved Moscow State University I.G. Petrovsky organiserte spesialiteten "Theory of Solid State" ved fakultetet for fysikk ved Moscow State University og ledet den til 1982. Han holdt forelesningskurs: "Quantum Theory of Solid State", "Physical Kinetics", "Theory of Polymer Chains", "Quantum Theory of Disorder Systems", etc. Han ledet det vitenskapelige seminaret "Theory of Solid State". Akademiker ved USSR Academy of Sciences (1970). Akademiker ved Academy of Sciences of the Ukrainian SSR (1967). Formann for det vitenskapelige rådet ved USSR Academy of Sciences om teorien om faste stoffer (1961-1982). Æresstipendiat ved Trinity College, Cambridge University (1962). Utenlandsk medlem av American Academy of Sciences (1982). Medlem av redaksjonene for en rekke vitenskapelige tidsskrifter: «Journal of Experimental and Theoretical Physics», «Solid State Physics», «Low Temperature Physics», «Journal of Low Temperature Physics», «Journal of Statistical Physics», «Journal of Statistical Physics» for fysikk og kjemi av faste stoffer".

Tildelt Order of the Red Banner of Labor (1975) og medaljer. Ble tildelt en pris oppkalt etter. L.I. Mandelstam fra USSR Academy of Sciences (1952), F. Simon-prisen fra English Royal Physical Society (1962). Vinner av Lenin-prisen (1967).

Område med vitenskapelige interesser: teori om ekte ikke-ideelle krystaller; elektronisk teori om metaller; kvantevæsker og kvantekrystaller; fysikk av polymerer og biopolymerer; teori om forstyrrede systemer. Laget en dynamisk teori om ekte krystaller, spådde eksistensen av lokale og kvasi-lokale frekvenser. En av skaperne av moderne kvanteteori om faste stoffer. Han kom opp med ideen om å rekonstruere energispekteret til faste stoffer fra eksperimentelle data, basert på konseptet om kvasipartikler - bosoner og fermioner. Han viste at restaurering av Bose-grener av spekteret ikke bare er mulig på tradisjonell måte (ved å bruke uelastisk nøytronspredning), men også ved bruk av temperaturavhengigheten til termodynamiske egenskaper. Restaureringen av Fermi-grenene av spekteret av metaller ble oppnådd takket være opprettelsen av ham og hans samarbeidspartnere av en moderne form for elektronisk teori om metaller. Han utviklet et geometrisk språk som er mye brukt i metallfysikken. Konstruerte en teori om det elektroniske spekteret av forstyrrede systemer. Gjorde betydelige bidrag til teorien om faseoverganger. Formulerte de grunnleggende konseptene for kinetikken til faseoverganger av den første og andre typen og skapte teorien om kjernedannelse. Forutsagte elektron-topologiske overganger av 2,5. orden i metaller. Forfatter av banebrytende arbeider om statistisk fysikk av polymerer. Laget teorien om spiral-kule-overganger i polymer- og biopolymersystemer.

Tema for kandidatens avhandling: "Om teorien om solide løsninger." Emne for doktorgradsavhandlingen: "Optical behavior of nonideal crystals in the infrared region."

Trente mer enn 60 kandidater og doktorer. Publisert rundt 250 vitenskapelige artikler.

Hovedverk:

"Om anomalier i de elektroniske egenskapene til metaller i området med høye trykk" (JETP, 1960, 38 (5), 1569-1576).
"Om strukturen til energispekteret og kvantetilstander til forstyrrede kondenserte systemer. (UFN, 1964, 83 (4), 617-663).
"Noen spørsmål om den statistiske teorien om biopolymerer" (JETP, 1968, 55 (6), 2408-2422).
"Utvalgte verk. Fysikk av ekte krystaller og uordnede systemer" (Moskva: Nauka, 1987, 551 s.).
"Utvalgte verk. Elektronisk teori om metaller. Fysikk til polymerer og biopolymerer" (Moskva: Nauka, 1994, 442 s.).

Avdelingsleder
Professor Denisov Viktor Ivanovich

Institutt for høyenergifysikk ble grunnlagt i 1970 på initiativ av direktøren for SINP MSU, akademiker S.N. Vernova. Fra stiftelsen til i dag har avdelingen vært permanent ledet av akademiker Anatoly Alekseevich Logunov. Avdelingen ble opprettet som en utdanningsbase for opplæring av høyt kvalifiserte spesialister for Institute of High Energy Physics (IHEP) i Protvino og andre vitenskapelige institutter med lignende profil. På sin side ble IHEP den viktigste vitenskapelige basen for avdelingen. Avdelingens tilknytning til IHEP var den nærmeste: 5.-6. årsstudenter tilbrakte mesteparten av studietiden i Protvino, hvor de jobbet i laboratorier, deltok på spesialkurs og fullførte diplomoppgavene.

Leder for Institutt for kvanteteori
og høyenergifysikk
Professor V.I. Denisov

Betydelige endringer skjedde i 1982, da, etter omorganiseringen, de fleste av de ansatte ved Institutt for elektrodynamikk og kvanteteori (ved opprinnelsen sto så fremtredende forskere som akademikere L.D. Landau, M.A. Leontovich, A.S. Davydov, senere jobbet der Akademiker I.M. Lifshits) begynte i avdelingen ledet av A.A. Logunov. Den oppdaterte avdelingen fikk navnet kvanteteori og høyenergifysikk. Ansatte ved avdelingen økte betydelig i 1992, da den inkluderte så kjente forskere som akademikere V.G. Kadyshevsky, direktør for JINR (Dubna), V.A. Matveev, direktør for INR RAS (Troitsk), D.V. Shirkov, som styrket avdelingens bånd med instituttene til det russiske vitenskapsakademiet. I tillegg til de nevnte instituttene har avdelingen alltid hatt en nær forbindelse med Institutt for kjernefysikk ved Moskva statsuniversitet, hvor Institutt for teoretisk høyenergifysikk var organisert fra kandidater fra avdelingen. Veksten i antall medlemmer av avdelingen ble ledsaget av en utvidelse av vitenskapelige emner - avdelingen ble generell teoretisk.

Studiearbeid

Avdelingsansatte gir generelle forelesningskurs: "Kvanteori" (6,7 semestre, prof. Yu.M. Loskutov, prof. O.A. Khrustalev, prof. K.A. Sveshnikov, prof. P.K. Silaev), "Elektrodynamikk" (5,6 semestre, prof. V.I. Grigoriev, prof. V.I. Denisov, prof. A.A. Vlasov, førsteamanuensis V.S.

Følgende spesialkurs undervises ved instituttet: "Gruppeteori" (Prof. O.A. Khrustalev, professor P.K. Silaev), "Quantum Field Theory" (Prof. D.A. Slavnov), "Theory of Renormalizations and Renormalization Groups" (Prof. D.A. Slavnov) ), "Numeriske metoder i teoretisk fysikk" (Prof. P.K. Silaev), "Introduksjon til elementær partikkelfysikk" (akademiker V.A. Matveev, førsteamanuensis K.V. Parfenov ), "Ytterligere kapitler av klassisk elektrodynamikk" (Prof. A.A. Vlasov), "Innføring til teorien om gravitasjon" (Prof. V.I. Denisov), "Teori om gravitasjonsfelt" (Prof. Yu.M. Loskutov), "Moderne metoder for kvantefeltteori" (akademiker D.V. Shirkov), "Ikke-lineær kvantefeltteori" " (Lektor M.V. Chichikina), "Dynamiske ligninger i kvantefeltteori" (Prof. V.I. Savrin), "Teori om målefelt" (Prof. Yu.S. Vernov), "Systemer og delsystemer i kvantemekanikk" (Prof. O.A. Khrustalev), "Kvantedatabehandlings fysikk" (lektor O.D. Timofeevskaya), "Solitons, instantoner, skyrmioner og kvarkposer" (Prof. K.A. Sveshnikov).

Avdelingen kjører originale workshops: «Computer Computing in Theoretical Physics», «Language of Analytical Computations REDUCE», workshop om kurset «Numerical Methods in Theoretical Physics» (leder for verkstedet er vitenskapelig samarbeidspartner V.A. Ilyina).

Vitenskapelig arbeid

Avdelingen driver vitenskapelig forskning innen følgende hovedområder:

Relativistisk gravitasjonsteori (veileder - akademiker A.A. Logunov).
Søk og studie av nye ikke-lineære og kvanteeffekter innen gravitasjon, kosmologi, partikkelfysikk og vakuumtilstand (veileder - Akademiker A.A. Logunov).
Problemer med kvantefeltteori (veileder - akademiker D.V. Shirkov).
Effekter av ikke-lineær elektrodynamikk av vakuum og deres manifestasjoner i laboratorie- og astrofysiske forhold (veileder - Prof. V.I. Denisov).
Studie av gravitasjonseffekter (veileder - Prof. Yu.M. Loskutov).
Ikke-lineære effekter i kvantefeltteori, kvantedatamaskiner, kvantekryptografi (veileder - Prof. O.A. Khrustalev).
Problemer med kvantemekanisk teori for målinger (veileder - Prof. D.A. Slavnov).
Chirale kvark-meson-modeller av lavenergibaryontilstand (veileder - Prof. K.A. Sveshnikov).
Teori om baroelektriske og baromagnetiske fenomener (veileder - Prof. V.I. Grigoriev).

Ansatte ved avdelingen oppnådde store vitenskapelige resultater:

Akademiker A.A. Logunov gitt et grunnleggende bidrag til utviklingen av kvantefeltteori, underbyggelse og anvendelse av spredningsrelasjoner, og opprettelsen av renormaliseringsgruppemetoden, som har funnet anvendelse i å løse et bredt spekter av problemer. Han etablerte strenge asymptotiske teoremer for oppførselen til egenskapene til den sterke interaksjonen ved høye energier. Han foreslo en ny tilnærming til studiet av flere prosesser, som viste seg å være mest passende for sammensetningsstrukturen til partikler og gjorde det mulig å oppdage ved akseleratoren til Institute of High Energy Physics en ny, viktigste regelmessighet i mikroverdenen - skalainvarians.
Utvikler ideene til Poincare, Minkowski, Einstein og Hilbert, Akademiker A.A. Logunov skapte en konsekvent relativistisk gravitasjonsteori (RTG), som, i full overensstemmelse med alle eksperimentelle fakta, eliminerte de grunnleggende vanskelighetene ved den generelle relativitetsteorien. I RTG er det enkle rom-tidskontinuumet for alle felt, inkludert gravitasjon, det pseudo-euklidiske Minkowski-rommet, og kilden til gravitasjonsfeltet er den bevarte energi-momentum-tensoren til materie, inkludert selve gravitasjonsfeltet. Denne tilnærmingen lar oss utvetydig konstruere gravitasjonsteorien som en måleteori, der gravitasjonsfeltet har spinn 2 og 0 og er et fysisk felt i Faraday-Maxwells ånd, og derfor er lokalisering av gravitasjonsenergi mulig, konseptet av et treghetskoordinatsystem er bevart, og lovene for energi-momentum bevaring er strengt tilfredsstilt og vinkelmomentum. I dette tilfellet, på grunn av tyngdekraftens universalitet og gravitasjonsfeltets tensornatur, oppstår nødvendigvis et effektivt felt Riemann-rom. Ligningene til gravitasjonsfeltet i RTG inneholder en eksplisitt metrisk Minkowski-tensor, og gravitasjonsfeltet blir massivt. Gravitonmassen er ekstremt liten, men dens tilstedeværelse er viktig, siden takket være tilstedeværelsen av masseledd i RTG er det alltid mulig å entydig skille treghetskreftene fra gravitasjonskreftene. Teorien forklarer entydig resultatene av alle gravitasjonseffekter i solsystemet. I RTG ble egenskapen til gravitasjonsfeltet mest fullstendig avslørt: ved dens handling bremser den ikke bare tidens gang, men stopper også prosessen med tidsutvidelse, og følgelig prosessen med komprimering av materie. En ny egenskap med "feltselvbegrensning" har også dukket opp, som spiller en viktig rolle i mekanismen for gravitasjonskollaps og universets utvikling. Spesielt "svarte hull" er umulige: en kollapsende stjerne kan ikke gå under gravitasjonsradiusen sin; Utviklingen av et homogent og isotropisk univers går syklisk fra en viss maksimal tetthet til et minimum, og materietettheten forblir alltid begrenset og tilstanden til et punkt Big Bang oppnås ikke. Dessuten er universet uendelig og "flat", og det er en stor skjult masse av "mørk materie" i det.
Professor Yu.M. Loskutov spådde effekter: depolarisering av Cherenkov-stråling nær terskelen; spontan stråling polarisering av elektroner i et magnetisk felt; indusert polarisering av fermioner i et magnetfelt; asymmetri av vinkelfordelingen til nøytrinoer generert i et magnetfelt, og muligheten for selvakselerasjon av nøytronstjerner. Det er laget et apparat for kvanteelektrodynamikk i et sterkt magnetfelt, en rekke effekter er forutsagt (fusjon og splitting av fotoner, modifikasjon av Coulombs lov osv.). En hypotese om gravitasjonssvake interaksjoner som krenker ladning og romparitet ble foreslått og implementert; gravitasjonsrotasjon av polariseringsplanet for elektromagnetisk stråling er forutsagt.
Professor O.A. Khrustalev Basert på de generelle prinsippene for lokal feltteori er det forutsagt en rekke asymptotiske relasjoner mellom tverrsnittene for interaksjonen mellom hadroner ved høye energier. En probabilistisk beskrivelse av spredning ved høye energier er utviklet. Et opplegg for å beskrive kvantefelt på bakgrunn av klassiske felt er utviklet, som tilfredsstiller de nødvendige bevaringslovene. Det er laget et matriseapparat med betinget tetthet som konsekvent beskriver oppførselen til undersystemer i et stort system.

Professorer ved avdelingen

Institutt for atomkjernefysikk og kvantekollisjonsteori utdanner spesialister (både eksperimentelle og teoretikere) til å arbeide innenfor følgende hovedområder: høyenergifysikk og elementærpartikkelfysikk, atomkjernens fysikk og kjernereaksjoner, fysikk av nanostrukturer, anvendt kjernefysikk fysikk og nukleærmedisin. Grunnstudenter, hovedfagsstudenter og nyutdannede ved avdelingen jobber i store vitenskapelige eksperimenter. For eksempel i alle samarbeid ved Large Alron Collider ved CERN (ATLAS, CMS, LHCb, ALICE), ved D0- og RHIC-installasjonene (USA), i NICA-prosjektet (JINR, Russland), i ELISe, A2, ZEUS og FAIR-eksperimenter (Tyskland), i GRAAL-eksperimentet (Frankrike), ved det nasjonale forskningssenteret INFN (Italia), ved Stanford University (USA), ved LAN (Los Alamos, USA), ved de tyske forskningssentrene DESY og GSI, i forskerteam knyttet til etableringen av neste generasjons akseleratorer ILC og CLIC.

Studenter og hovedfagsstudenter ved avdelingen har unike muligheter til å delta i ulike internasjonale og russiske vitenskapelige skoler, seminarer, konferanser som sommerskoler for studenter og unge forskere ved CERN, Fermilab, DESY, GSI, internasjonale QFTHEP-verksteder, seminarer for unge talenter. av "dynastiet", og mange andre vitenskapelige begivenheter.

Institutt for kjernefysikk og kvantekollisjonsteori sporer sin historie tilbake til den første kjernefysiske avdelingen ved Moskva statsuniversitet og en av de første i verden - Institutt for atomkjerne og radioaktivitet, som startet sitt arbeid i 1940 under ledelse av Academician D.V. Skobeltsyn. Avdelingen er en direkte etterfølger av Institutt for kjernespektroskopi (ledet av L.V. Groshev) og Institutt for teoretisk kjernefysikk (ledet av D.I. Blokhintsev). Fra 1971 til 1991 var lederen av Institutt for eksperimentell kjernefysikk, og etter 1979 - Institutt for atomkjernefysikk var professor A.F. Tulinov er en fremragende eksperimentell fysiker, en av forfatterne av oppdagelsen av skyggeeffekten, grunnleggeren av en rekke nye retninger innen feltet for å studere egenskapene til krystallinske legemer med stråler av ladede partikler. Fra 1991 til 2007 var instituttleder professor V.V. Balashov er en velkjent teoretisk fysiker innen teorien om atomkjernen og kjernereaksjoner, kvanteteorien om spredning av middels og høy energi, og en fremragende lærer. I 1998 fikk avdelingen et nytt navn: "Department of Atomic Nuclear Physics and Quantum Collision Theory." Siden 2009 har instituttlederen vært nestleder for SINP MSU, leder for avdelingen for teoretisk høyenergifysikk, professor V.I Savrin, som ga et stort bidrag til den relativistiske teorien om tetthetsmatrisen og teorien om bundne stater.

For tiden undervises avdelingen av ansatte ved ledende russiske vitenskapelige sentre: SINP MSU (Moskva), IHEP (Protvino), INR RAS (Moskva), JINR (Dubna). Blant dem er akademiker ved det russiske vitenskapsakademiet, tilsvarende medlem av det russiske vitenskapsakademiet, professorer, leger og kandidater i fysikk og matematikk. Sci. En høy prosentandel av aktivt arbeidende forskere er et av særtrekkene ved avdelingen, dets telefonkort. Instituttets læreplan inkluderer følgende emner (listen kan endres noe i løpet av flere år):

Interaksjon mellom partikler og stråling med materie (lektor Kuzakov K.A.)
Eksperimentelle metoder for kjernefysikk (professor S.Yu. Platonov)
Kvantekollisjonsteori (lektor Kuzakov K.A.)
Kinematikk av elementære prosesser (lektor Strokovsky E.A.)
Høyenergipartikkeldetektorer (akademiker S.P. Denisov)
Eksperimentelle metoder innen høyenergifysikk (tilsvarende medlem Obraztsov V.F.)
Gruppeteori i partikkel- og kjernefysikk (lektor Volobuev I.P.)
Atomkjernens fysikk (kjernestruktur) (professor Eremenko D.O.)
Kvanteelektrodynamikk (førsteamanuensis Nikitin N.V.)
Introduksjon til elementær partikkelfysikk (professor B.A. Arbuzov)
Fysikk av elektromagnetiske interaksjoner (professor V.G. Nedorezov)
Utvalgte spørsmål om kvantekromodynamikk (QCD) (lektor Snigirev A.M.)
Standardmodell og dens utvidelser (Professor E.E. Boos)
Kjernefysiske reaksjoner (professor D.O. Eremenko)
Kjernefysikk av tunge ioner (professor D.O. Eremenko)
Spektroskopi av hadroner (kandidat for fysiske og matematiske vitenskaper Obukhovsky I.T.)
Elektronikk i høyenergifysikk (professor S.G. Basiladze)
Utvalgte emner i spredningsteori (professor L.D. Blokhintsev)
Partikkelfysikk ved kollidere (førsteamanuensis Dubinin M.N.)
Fysikk for fisjon av atomkjerner (professor Platonov S.Yu.)
Tetthetsmatrise (lektor Nikitin N.V.)
Fysikk for kollisjoner av relativistiske kjerner (professor V.L. Korotkikh)

Instituttets holdning er at studenten og hans veileder har mulighet til å velge de spesialemnene som passer best for deres vitenskapelige interesser. Derfor overstiger antallet spesialkurs som tilbys studenter ved instituttet det obligatoriske antallet disipliner tatt, gitt i den offisielle læreplanen.

Avdelingens ansatte gjennomfører og støtter et spesielt kjernefysisk verksted ved Institutt for kjernefysikk (OD). For øyeblikket inkluderer denne workshopen 9 laboratoriearbeider designet for å gjøre studentene kjent med det grunnleggende om moderne eksperimentell kjernefysikkteknikk. Målene med workshopen er nært knyttet til både forelesningskursene om generell kjernefysikk og systemet med spesialkurs som er opprettet ved de fleste avdelinger ved Kjernefysisk avdeling.

Det teoretiske verkstedet utviklet av professor V.V. Balashov på midten av 1960-tallet er unikt. På workshopen tilegner studentene seg de beregningsmessige ferdighetene som er nødvendige i det daglige arbeidet til en teoretisk fysiker. For øyeblikket støttes, utvikles og forbedres dette verkstedet av ansatte ved avdelingen og mange studenter ved V.V.

De viktigste vitenskapelige retningene til avdelingen er oppført nedenfor. Hvis noen retning virker interessant for deg, kan du alltid kontakte lederen for denne retningen ved å bruke kontaktinformasjonen som er tilgjengelig på nettstedet og finne ut alle detaljene som interesserer deg. De ansatte og lærerne ved avdelingen svarer alltid gjerne på dine spørsmål.

I. Eksperimenter i høyenergifysikk

1. Forskning på egenskapene til t-kvarken og fysikk utover Standardmodellen i kollisjoner av elementærpartikler og kjerner ved moderne høyenergiakseleratorer.

Eksperimenter utføres i laboratoriene til CERN (Sveits), DESY (Tyskland), FNAL (USA), Institute of High Energy Physics (Protvino, Russland), JINR (Dubna, Russland).

Leder: Professor Boos Eduard Ernstovich, leder. Institutt for SINP MSU, e-post:

2. Utvikling av nye metoder for å påvise partikler og måle deres egenskaper.

Eksperimenter utføres i laboratoriene til CERN (Sveits), FNAL (USA) og Institute of High Energy Physics (Protvino, Russland).

Leder: Akademiker ved det russiske vitenskapsakademiet, professor Sergey Petrovich Denisov, leder. Laboratory of IHEP (Protvino), e-post: [e-postbeskyttet]

3. Studie av ekstremt sjeldne forfall av vakre partikler og fysikk utover standardmodellen ved LHCb-installasjonen av Large Hadron Collider.

Forsøket utføres ved CERN (Sveits).

[e-postbeskyttet]

4. Kjerne-kjerne-interaksjoner ved relativistiske energier

Forskning ved RHIC (USA) og LHC (CERN) kolliderer.

Leder: Professor Vladimir Leonidovich Korotkikh, e-post:

5. Studie av elektromagnetiske interaksjoner mellom hadroner og kjerner

Arbeidet utføres ved INR RAS sammen med ledende europeiske sentre for studier av elektromagnetiske interaksjoner mellom kjerner (GRAAL-samarbeid, Grenoble (Frankrike), ELISe, Darmstadt, A2, Mainz, Tyskland).

Leder: Professor Vladimir Georgievich Nedorezov, leder. Laboratorium for INR RAS, e-post: [e-postbeskyttet]

6. Studie av merkelige kvarkers rolle i strukturen til nukleoner og kjerner

Eksperimentet er utført på NIS-GIBS magnetspektrometer (JINR, Dubna).

Leder: Doktor i fysikalske og matematiske vitenskaper Strokovsky Evgeniy Afanasyevich, leder. Institutt for LHE JINR (Dubna, e-post: [e-postbeskyttet]

7. Søk etter ny fysikk i kaon-forfall

Det utføres eksperimenter ved ulike installasjoner som opererer på U-70-akseleratoren (Institute of High Energy Physics, Protvino).

Leder: tilsvarende medlem. RAS, professor Vladimir Fedorovich Obraztsov, Ch. vitenskapelig medarbeidere IHEP (Protvino), e-post: [e-postbeskyttet]

II. Eksperimenter innen kjernefysisk struktur og kjernefysiske reaksjoner

8. Kjernereaksjoner med tunge ioner, fisjonsfysikk

Veiledere: Professor Oleg Arkadyevich Yuminov, leder for fysikk og matematikk. Sciences Platonov Sergey Yurievich, professor ved avdelingen og leder. vitenskapelig medarbeidere SINP, e-post:

9. Studie av enkeltpartikkelegenskaper til kjerner og spredning av ladede partikler med lav og middels energi med atomkjerner

Leder: Ph.D. fysikk og matematikk Sciences Bespalova Olga Viktorovna, senior. vitenskapelig medarbeidere SINP MSU, 19. bygning. SINP MSU, e-post:

10. Studier av mekanismene for kjernereaksjoner og strukturen til lette kjerner ved hjelp av metoden for vinkelkorrelasjon av gammakvanta og ladede reaksjonsprodukter

Veiledere: Professor Zelenskaya Natalya Semenovna, Ch. vitenskapelig medarbeidere SINP MSU, e-post: zelenskaya@anna19.. laboratoriet SINP MSU, e-post:

III. Teoretisk forskning

1. Kvasipotensialmetode i den relativistiske teorien om bundne tilstander

Leder: Professor Savrin Viktor Ivanovich, leder. avdeling og leder Institutt for SINP MSU, e-post:

2. Ikke-forstyrrende effekter i måleteorier til standardmodellen

Leder: Professor Arbuzov Boris Andreevich, leder. vitenskapelig medarbeidere SINP MSU, e-post:

3. Teorier om interaksjoner av elementærpartikler i rom-tid med tilleggsdimensjoner

Leder: Doktor i fysikalske og matematiske vitenskaper Volobuev Igor Pavlovich, ledende. vitenskapelig medarbeidere SINP MSU, e-post:

4. Fysikk ved kollidere og målemodeller av kvantefeltteori

Leder: Doktor i fysikalske og matematiske vitenskaper Dubinin Mikhail Nikolaevich, leder. vitenskapelig medarbeidere SINP MSU, e-post:

5. Harde prosesser i kvantekromodynamikk og diagnostikk av kvark-gluonmateriale

Leder: Doktor i fysikalske og matematiske vitenskaper Snigirev Alexander Mikhailovich, ledende. vitenskapelig medarbeidere SINP MSU, e-post:

6. Sjeldne forfall av vakre og fortryllede partikler i standardmodellen og dens utvidelser. Korrelasjoner i relativistiske systemer.

Veileder: Ph.D. Nikitin Nikolay Viktorovich, førsteamanuensis ved avdelingen e-post: [e-postbeskyttet]

7. Produksjon av eksotiske hadroner (dibaryoner og lette skalarmesoner) i atomkollisjoner og strukturen til lette kjerner

Leder: Professor Kukulin Vladimir Iosifovich, leder. Laboratoriet ved SINP MSU, e-post:

8. Kvanteteori om flerkroppssystemer

Leder: Professor Blokhintsev Leonid Dmitrievich, Ch. vitenskapelig medarbeidere SINP MSU, e-post:

9. Interaksjon og nedbrytning av komplekse kjerner

Leder: Doktor i fysikalske og matematiske vitenskaper Eremenko Dmitry Olegovich, professor ved avdelingen og leder. vitenskapelig medarbeidere SINP MSU, e-post:

10. Kvanteteori om kollisjoner av raske partikler med multielektronsystemer

Veiledere: førsteamanuensis Popov Yuri Vladimirovich, leder. laboratoriet til SINP MSU, e-post: [email protected]; Førsteamanuensis Kuzakov Konstantin Alekseevich, førsteamanuensis ved instituttet, Art. vitenskapelig medarbeidere SINP, e-post:

IV. Forskning på relaterte områder

1. Interaksjon av hurtigladede partikler med materie

Leder: Professor Tsjetsjener Nikolai Gavrilovich, leder. Institutt for SINP MSU, e-post:

2. Anvendelse av eksperimentelle metoder for kjernefysikk for forskning innen faststofffysikk, materialvitenskap og nanoteknologi

Veiledere: Professor Borisov Anatoly Mikhailovich, V. n. Med. SINP MSU, e-post: [e-postbeskyttet]; Ph.D. Tkachenko Nikita Vladimirovich, juniorforsker SINP MSU, tlf. 939-49-07, e-post:

3. Eksperimentelle studier av nanostrukturer, magnetiske materialer og tynne overflatelag ved bruk av konvertering Mössbauer spektroskopi

4. Superledende tunneldetektorer

5. Utvikling og eksperimentelle studier av nye kryogene detektorer for kjernefysisk stråling

Leder: Doktor i fysikalske og matematiske vitenskaper Andrianov Viktor Aleksandrovich, ledende vitenskapelig medarbeidere SINP MSU, e-post:

6. Nukleærmedisin og biologi

Ledere: Professor Yuminov Oleg Arkadievich, leder. vitenskapelig medarbeidere SINP MSU, tlf..ph.-matematikk. Platonov Sergey Yurievich, professor ved avdelingen og leder. vitenskapelig medarbeidere SINP MSU, tlf..ph.-matematikk. Eremenko Dmitry Olegovich, professor ved avdelingen og leder. Institutt for SINP MSU, tlf. 939-24-65, e-post:

7. Studie av virkningen av simulerte dypromsfaktorer på menneskekroppen

Institutt for høyenergi og elementærpartikkelfysikk har eksistert i mer enn 40 år. Den ble opprettet av professor Yu.V Novozhilov under direkte veiledning av akademiker Vladimir Aleksandrovich Fock, grunnleggeren av St. Petersburg-Leningrad School of Theoretical Physics. Denne skolen er kjent over hele verden med navn som A.A. Fridman, L.D.

Mennesket har alltid vært interessert i to spørsmål: hva er de minste partiklene som all materie er dannet av, inkludert mennesket selv, og hvordan universet, som det selv er en del av, er bygget opp. Ved å bevege seg i sin kunnskap i disse to motsatte retningene, på den ene siden, beveget mennesket seg nedover trinnene (molekylatomkjernen protoner, nøytronkvarker, gluoner), forsto prosessene som skjer på ultra-små avstander, og på den andre siden , mens han beveget seg opp trinnene (planetens solsystemgalakse), kom han til en forståelse av universets struktur som helhet.

Samtidig viste det seg at universet ikke kan være stabilt, og eksperimentelle fakta ble innhentet som bekreftet at for rundt 10 milliarder år siden hadde hele universet, på tidspunktet for dets fremvekst som et resultat av "Big Bang", selv mikroskopisk dimensjoner. Samtidig, for å analysere prosessen med utviklingen på dette tidlige stadiet, er kunnskap om mikroverdenen, oppnådd i eksperimenter med moderne partikkelakseleratorer, nødvendig. Dessuten, jo større energien til partiklene kolliderte ved akseleratoren, jo mindre er avstandene som materiens oppførsel kan studeres på, og jo tidligere øyeblikket vi kan spore universets utvikling. Slik smeltet forskningen på mikro- og makrokosmos sammen.

Til og med for 50 år siden trodde man at all materie består av atomer, og de er på sin side bygget av tre fundamentale partikler – positivt ladede protoner og elektrisk nøytrale nøytroner som danner den sentrale kjernen, og negativt ladede elektroner som går i bane rundt kjernen.

Det er nå fastslått at protoner og nøytroner er bygget av enda mer "fundamentale" objekter - kvarker. Seks typer kvarker, sammen med seks leptoner (elektron, muon, tau og tre tilsvarende nøytrinoer) og fire mellomliggende vektorbosoner, fungerer som byggesteinene som all materie i universet er konstruert fra.

Høyenergi og partikkelfysikk studerer egenskapene og oppførselen til disse grunnleggende bestanddeler av materie. Deres egenskaper er manifestert i fire kjente interaksjoner: gravitasjon, svak kjernefysisk, elektromagnetisk, sterk kjernefysisk. I følge moderne konsepter er svake kjernefysiske og elektromagnetiske interaksjoner to forskjellige manifestasjoner av samme type interaksjon, elektrosvak. Fysikere håper at denne interaksjonen i nær fremtid vil bli inkludert, sammen med den sterke kjernefysiske, i Grand Unification Theory, og muligens sammen med gravitasjonsinteraksjonen i Unified Theory of Interaction.

For å studere grunnleggende partikler og deres interaksjoner, er det nødvendig å bygge gigantiske akseleratorer (enheter der elementærpartikler akselereres til hastigheter nær lysets hastighet og deretter kolliderer med hverandre). På grunn av sin enorme størrelse (ti titalls kilometer) bygges akseleratorer i underjordiske tunneler. De kraftigste akseleratorene opererer eller bygges i laboratoriene CERN (Geneve, Sveits), Fermilab (Chicago, USA), DESY (Hamburg, Tyskland), SLAC (California, USA).

For tiden, ved European Centre for Nuclear Research (CERN) i Genève, Sveits, pågår konstruksjonen av den kraftigste partikkelakseleratoren LHC (Large Hadron Collider), som er i stand til å akselerere ikke bare elementære partikler (protoner), men også atomkjerner. full sving. Det forventes at ved å kollidere blykjerner akselerert til ultrahøye energier, vil denne akseleratoren være i stand til å produsere en ny tilstand av materie – kvark-gluonplasma, der kvarker og gluoner – bestanddelene i protonene og nøytronene til kolliderende kjerner – vil kombineres. Fra synspunktet om å analysere utviklingen av universet, var denne materietilstanden på et stadium som eksisterte omtrent 10 mikrosekunder etter Big Bang.

For å registrere tegn på dannelsen av kvark-gluonplasma under kollisjonen av blykjerner, bygges en enorm eksperimentell installasjon ved LHC-akseleratoren og et spesielt eksperiment er planlagt utført på den - ALICE (A Large Ion Collision Experiment) . Institutt for høyenergi og elementærpartikkelfysikk deltar i forberedelsen av ALICE-eksperimentet ved CERN og utviklingen av et fysisk forskningsprogram for det.

Høyenergi og elementær partikkelfysikk gir ikke bare en person muligheten til å forstå verden rundt seg, men bidrar også til utvikling og implementering av de mest moderne teknologiene. Hundrevis av forskere, ingeniører, spesialister innen elektronikk, materialvitenskap og spesielt datateknologi er vanligvis involvert i å sette opp og gjennomføre eksperimenter innen høyenergifysikk. Den nødvendige hastigheten for å samle og behandle informasjon under partikkelkollisjoner ved høye energier overskrider alle tenkelige grenser. Nesten alle moderne datateknologier har utviklet seg først og fremst på grunn av behovene til høyenergifysikk. Den viktigste utviklingen på dette området de siste årene har vært etableringen av World Wide Web, et universelt akseptert format for å presentere informasjon på Internett, oppfunnet ved CERN for rundt 10 år siden for å gi umiddelbar tilgang til informasjon for hundrevis av forskere fra dusinvis av laboratorier i forskjellige land som arbeider innen partikkelfysikk. De første WWW-serverne i St. Petersburg ble lansert ved fakultetet for fysikk ved St. Petersburg State University, ved Research Institute of Physics ved St. Petersburg State University og ved St. Petersburg Institute of Nuclear Physics i Gatchina.

Etter hvert som metodene for kvantefeltteori, det viktigste matematiske apparatet til teorien om elementærpartikler, utviklet seg, ble det klart at de kunne brukes med stor suksess på andre områder av teoretisk fysikk. Som et resultat, sammen med pågående forskning innen moderne teori om elementærpartikler, som er prioritert ved instituttet, har nye retninger dukket opp. Nye matematiske metoder utvikles - teorien om kvantesymmetri og ikke-kommutative rom. Metoder for funksjonell integrasjon, Feynman-diagrammer og teorien om renormaliseringer har blitt aktivt brukt nylig i teorien om kritiske fenomener (teori om faseoverganger) og teorien om hydrodynamisk turbulens.

De siste årene har det blitt funnet helt uventede anvendelser for kvantefeltteoriens metoder, som ved første øyekast er ganske langt unna teoretisk fysikk i tradisjonell forstand. Spesielt har teorien om selvorganiserende kritikalitet, økonomisk fysikk og teorien om nevrale nettverk dukket opp og utvikler seg raskt (inkludert ved avdelingen), der de mest universelle mekanismene for selvorganisering av komplekse systemer er modellert på grunnlag av elementære ideer om arten av samspillet mellom komponentene deres. Erfaringen med å studere modeller av denne typen, akkumulert innen kvantefeltteori og statistisk fysikk, samt bruk av dataeksperimenter, gjør at man kan oppnå interessante kvantitative resultater innen økonomi, nevrofysiologi og biologi.

Institutt for høyenergi og elementærpartikkelfysikk uteksaminerer årlig opptil 10 spesialister i programmet "Theory of Interaction of Elementary Particles and Quantum Field Theory". Avdelingens undervisnings- og vitenskapelige ansatte består av 14 leger og 7 realfagskandidater (avdelingen har ingen ansatte uten vitenskapelige grader). Grunnleggeren av avdelingen, Yu.V. Novozhilov og avdelingslederen, M.A. Brown, har ærestitler som æret vitenskapsmann, flere ansatte i forskjellige år ble tildelt universitetspriser, samt tittelen Soros-professor.

Alle medlemmer av avdelingen har omfattende forbindelser med utenlandske kolleger fra universiteter i Tyskland, Frankrike, Italia, Spania, Sveits, USA osv., og drar jevnlig på forretningsreiser for å drive felles forskning. Arbeidene til avdelingens ansatte har prioritet og blir aktivt sitert i verdens vitenskapelige tidsskrifter. Nesten alle ansatte ved avdelingen jobber med støtte fra den russiske stiftelsen for grunnforskning, noen av de ansatte har midler fra utenlandske stiftelser INTAS, NATO, DAAD, CRDF, INFN, etc.

Nyutdannede ved avdelingen får en bred utdanning i teoretisk og matematisk fysikk som oppfyller de høyeste verdensstandardene. Noen studenter får, sammen med en mastergrad fra St. Petersburg State University, grader fra utenlandske høyere vitenskapelige institusjoner (for eksempel Ecole Politechnique). Etter fullførte studier har kandidater gode muligheter til å fortsette sin utdanning og vitenskapelige aktiviteter både i Russland og i utlandet. Minst halvparten av kandidatene forblir som regel på forskerskolen ved avdelingen, noen nyutdannede blir tatt opp i institutter ved det russiske vitenskapsakademiet (St. Petersburg Institute of Nuclear Physics, St. Petersburg Branch of Institute of Mathematics) , og noen nyutdannede blir tatt opp på forskerskole ved utenlandske universiteter.

Studiearbeid

Vitenskapelig arbeid

Avdelingen driver vitenskapelig forskning innen følgende hovedområder:

Relativistisk gravitasjonsteori (veileder - akademiker A.A. Logunov).
Søk og studie av nye ikke-lineære og kvanteeffekter innen gravitasjon, kosmologi, partikkelfysikk og vakuumtilstand (veileder - Akademiker A.A. Logunov).
Problemer med kvantefeltteori (veileder - akademiker D.V. Shirkov).
Effekter av ikke-lineær elektrodynamikk av vakuum og deres manifestasjoner i laboratorie- og astrofysiske forhold (veileder - Prof. V.I. Denisov).
Studie av gravitasjonseffekter (veileder - Prof. Yu.M. Loskutov).
Ikke-lineære effekter i kvantefeltteori, kvantedatamaskiner, kvantekryptografi (veileder - Prof. O.A. Khrustalev).
Problemer med kvantemekanisk teori for målinger (veileder - Prof. D.A. Slavnov).
Chirale kvark-meson-modeller av lavenergibaryontilstand (veileder - Prof. K.A. Sveshnikov).
Teori om baroelektriske og baromagnetiske fenomener (veileder - Prof. V.I. Grigoriev).

Ansatte ved avdelingen oppnådde store vitenskapelige resultater:

Akademiker A.A. Logunov ga et grunnleggende bidrag til utviklingen av kvantefeltteori, underbyggelse og anvendelse av spredningsrelasjoner, og etableringen av renormaliseringsgruppemetoden, som har funnet anvendelse i å løse et bredt spekter av problemer. Han etablerte strenge asymptotiske teoremer for oppførselen til egenskapene til den sterke interaksjonen ved høye energier. Han foreslo en ny tilnærming til studiet av flere prosesser, som viste seg å være mest passende for sammensetningsstrukturen til partikler og gjorde det mulig å oppdage ved akseleratoren til Institute of High Energy Physics en ny, viktigste regelmessighet i mikroverdenen - skalainvarians.
Utvikler ideene til Poincaré, Minkowski, Einstein og Hilbert, akademiker A.A. Logunov skapte en konsistent relativistisk gravitasjonsteori (RTG), som, i full overensstemmelse med alle eksperimentelle fakta, eliminerte de grunnleggende vanskelighetene ved den generelle relativitetsteorien. I RTG er det enkle rom-tidskontinuumet for alle felt, inkludert gravitasjon, det pseudo-euklidiske Minkowski-rommet, og kilden til gravitasjonsfeltet er den bevarte energi-momentum-tensoren til materie, inkludert selve gravitasjonsfeltet. Denne tilnærmingen lar oss utvetydig konstruere gravitasjonsteorien som en måleteori, der gravitasjonsfeltet har spinn 2 og 0 og er et fysisk felt i Faraday-Maxwells ånd, og derfor er lokalisering av gravitasjonsenergi mulig, konseptet av et treghetskoordinatsystem er bevart, og lovene for energi-momentum bevaring er strengt tilfredsstilt og vinkelmomentum. I dette tilfellet, på grunn av tyngdekraftens universalitet og gravitasjonsfeltets tensornatur, oppstår nødvendigvis et effektivt felt Riemann-rom. Ligningene til gravitasjonsfeltet i RTG inneholder en eksplisitt metrisk Minkowski-tensor, og gravitasjonsfeltet blir massivt. Gravitonmassen er ekstremt liten, men dens tilstedeværelse er viktig, siden takket være tilstedeværelsen av masseledd i RTG er det alltid mulig å entydig skille treghetskreftene fra gravitasjonskreftene. Teorien forklarer entydig resultatene av alle gravitasjonseffekter i solsystemet. I RTG ble egenskapen til gravitasjonsfeltet mest fullstendig avslørt: ved dens handling bremser den ikke bare tidens gang, men stopper også prosessen med tidsutvidelse, og følgelig prosessen med komprimering av materie. En ny egenskap med "feltselvbegrensning" har også dukket opp, som spiller en viktig rolle i mekanismen for gravitasjonskollaps og universets utvikling. Spesielt "svarte hull" er umulige: en kollapsende stjerne kan ikke gå under gravitasjonsradiusen sin; Utviklingen av et homogent og isotropisk univers går syklisk fra en viss maksimal tetthet til et minimum, og materietettheten forblir alltid begrenset og tilstanden til et punkt Big Bang oppnås ikke. Dessuten er universet uendelig og "flat", og det er en stor skjult masse av "mørk materie" i det.
Professor Yu.M. Loskutov spådde følgende effekter: depolarisering av Cherenkov-stråling nær terskelen; spontan stråling polarisering av elektroner i et magnetisk felt; indusert polarisering av fermioner i et magnetfelt; asymmetri av vinkelfordelingen til nøytrinoer generert i et magnetfelt, og muligheten for selvakselerasjon av nøytronstjerner. Det er laget et apparat for kvanteelektrodynamikk i et sterkt magnetfelt, en rekke effekter er forutsagt (fusjon og splitting av fotoner, modifikasjon av Coulombs lov osv.). En hypotese om gravitasjonssvake interaksjoner som krenker ladning og romparitet ble foreslått og implementert; gravitasjonsrotasjon av polariseringsplanet for elektromagnetisk stråling er forutsagt.
Professor O.A. Khrustalev, basert på de generelle prinsippene for lokal feltteori, spådde en rekke asymptotiske relasjoner mellom tverrsnittene for samspillet mellom hadroner ved høye energier. En probabilistisk beskrivelse av spredning ved høye energier er utviklet. Et opplegg for å beskrive kvantefelt på bakgrunn av klassiske felt er utviklet, som tilfredsstiller de nødvendige bevaringslovene. Det er laget et matriseapparat med betinget tetthet som konsekvent beskriver oppførselen til undersystemer i et stort system.

Avdelingen deltar aktivt i å organisere og gjennomføre årlige internasjonale seminarer om problemer med kvantefeltteori og gravitasjonsteorien ved IHEP - Protvino. Ansatte, hovedfagsstudenter og studenter ved avdelingen, sammen med hovedansatte ved Institute for Theoretical Problems of the Microworld oppkalt etter. N.N. Bogolyubov Moscow State University danner grunnlaget for den ledende vitenskapelige skolen i den russiske føderasjonen "Utvikling av feltteoretiske metoder innen partikkelfysikk, tyngdekraft og kosmologi", den vitenskapelige lederen er akademiker A.A. Logunov.