Главная→Картофель→ Кафедра квантовой теории и физики высоких энергий. Сотрудниками кафедры получены крупные научные результаты

Кафедра квантовой теории и физики высоких энергий. Сотрудниками кафедры получены крупные научные результаты

О профессорах кафедры

Лифшиц Илья Михайлович (13.01.1917, Харьков - 23.10.1982, Москва, похоронен на Троекуровском кладбище). Физик-теоретик. Окончил физико-математический факультет Харьковского университета (1936).

Кандидат физико-математических наук (1939). Доктор физико-математических наук (1941). Профессор кафедры квантовой теории (1964-1977) и кафедры физики низких температур (1978-1982) физического факультета МГУ. В 1964 г. по приглашению ректора МГУ И.Г. Петровского организовал на физическом факультете МГУ специальность "Теория твердого тела" и руководил ею до 1982 г. Читал курсы лекций: "Квантовая теория твердого тела", "Физическая кинетика", "Теория полимерных цепей", "Квантовая теория неупорядоченных систем" и др. Руководил научным семинаром "Теория твердого тела". Академик АН СССР (1970). Академик АН Украинской ССР (1967). Председатель Научного совета АН СССР по теории твердого тела (1961-1982). Почетный член Тринити-колледжа Кембриджского университета (1962). Иностранный член Американской Академии наук (1982). Член редколлегий ряда научных журналов: "Журнал экспериментальной и теоретической физики", "Физика твердого тела", "Физика низких температур", "Journal of Low Temperature Physics", "Journal of Statistical Physics", "Journal of Physics and Chemistry of Solids".

Награжден орденом Трудового Красного Знамени (1975) и медалями. Удостоен премии им. Л.И. Мандельштама Академии наук СССР (1952), премии Ф. Саймона Английского Королевского физического общества (1962). Лауреат Ленинской премии (1967).

Область научных интересов: теория реальных неидеальных кристаллов; электронная теория металлов; квантовые жидкости и квантовые кристаллы; физика полимеров и биополимеров; теория неупорядоченных систем. Создал динамическую теорию реальных кристаллов, предсказал существование локальных и квазилокальных частот. Один из создателей современной квантовой теории твердого тела. Ему принадлежит идея восстановления энергетического спектра твердых тел по экспериментальным данным, исходя из концепции квазичастиц - бозонов и фермионов. Показал, что восстановление бозевских ветвей спектра возможно не только традиционным путем (по неупругому рассеянию нейтронов), но и по температурной зависимости термодинамических характеристик. Восстановление фермиевских ветвей спектра металлов было достигнуто благодаря созданию им с сотрудниками современной формы электронной теории металлов. Разработал геометрический язык, повсеместно употребляемый в физике металлов. Построил теорию электронного спектра неупорядоченных систем. Внес значительный вклад в теорию фазовых переходов. Сформулировал основные представления кинетики фазовых переходов I и II-го рода и создал теорию зародышеобразования. Предсказал электронно-топологические переходы 2,5 рода в металлах. Автор пионерских работ по статистической физике полимеров. Создал теорию переходов типа клубок-глобула в полимерных и биополимерных системах.

Тема кандидатской диссертации: "К теории твердых растворов". Тема докторской диссертации: "Оптическое поведение неидеальных кристаллов в инфракрасной области".

Подготовил более 60 кандидатов и докторов наук. Опубликовал около 250 научных работ.

Основные труды:

"Об аномалиях электронных характеристик металла в области больших давлений" (ЖЭТФ, 1960, 38 (5), 1569-1576).
"О структуре энергетического спектра и квантовых состояниях неупорядоченных конденсированных систем. (УФН, 1964, 83 (4), 617-663).
"Некоторые вопросы статистической теории биополимеров" (ЖЭТФ, 1968, 55 (6), 2408-2422).
"Избранные труды. Физика реальных кристаллов и неупорядоченных систем" (М.: Наука, 1987, 551 с.).
"Избранные труды. Электронная теория металлов. Физика полимеров и биополимеров" (М.: Наука, 1994, 442 с.).

Кафедра физики высоких энергий была основана в 1970 году по инициативе директора НИИЯФ МГУ академика С.Н. Вернова. С момента основания до настоящего времени кафедру бессменно возглавляет академик Анатолий Алексеевич Логунов. Кафедра создавалась как учебная база подготовки высококвалифицированных специалистов для Института физики высоких энергий (ИФВЭ) в Протвино и других, близких по профилю научных институтов. В свою очередь, ИФВЭ стал основной научной базой кафедры. Связь кафедры с ИФВЭ была самая тесная: студенты 5-6 курсов большую часть учебного времени проводили в Протвино, где работали в лабораториях, слушали специальные курсы, выполняли дипломные работы.

Существенные изменения произошли в 1982 году, когда после реорганизации большая часть сотрудников кафедры электродинамики и квантовой теории (у истоков которой стояли такие крупные ученые, как академики Л.Д. Ландау, М.А. Леонтович, А.С. Давыдов, позднее там работал академик И.М. Лифшиц) перешла в состав кафедры, руководимой А.А. Логуновым. Обновленная кафедра получила название квантовой теории и физики высоких энергий. Штат кафедры значительно увеличился в 1992 году, когда в ее состав вошли такие известные ученые, как академики В.Г. Кадышевский, директор ОИЯИ (Дубна), В.А. Матвеев, директор ИЯИ РАН (Троицк), Д.В. Ширков, что укрепило связи кафедры с институтами РАН. Помимо упомянутых институтов, у кафедры всегда была тесная связь с НИИЯФ МГУ, где из выпускников кафедры был организован Отдел теоретической физики высоких энергий. Рост численного состава кафедры сопровождался расширением научной тематики - кафедра стала общетеоретической.

Учебная работа

Сотрудники кафедры читают общие курсы лекций: "Квантовая теория" (6,7 семестры, проф. Ю.М. Лоскутов, проф. О.А. Хрусталев, проф. К.А. Свешников, проф. П.К. Силаев), "Электродинамика" (5,6 семестры, проф. В.И. Григорьев, проф. В.И. Денисов, проф. А.А. Власов, доц. В.С. Ростовский, доц. А.Р. Френкин).

На кафедре читаются следующие специальные курсы: "Теория групп" (проф. О.А. Хрусталев, проф. П.К. Силаев), "Квантовая теория поля" (проф. Д.А. Славнов), "Теория перенормировок и ренормгруппы" (проф. Д.А. Славнов), "Численные методы в теоретической физике" (проф. П.К. Силаев), "Введение в физику элементарных частиц" (акад. В.А. Матвеев, доц. К.В. Парфенов), "Дополнительные главы классической электродинамики" (проф. А.А. Власов), "Введение в теорию гравитации" (проф. В.И. Денисов), "Теория гравитационного поля" (проф. Ю.М. Лоскутов), "Современные методы квантовой теории поля" (акад. Д.В. Ширков), "Нелинейная квантовая теория поля" (доц. М.В. Чичикина), "Динамические уравнения в квантовой теории поля" (проф. В.И. Саврин), "Теория калибровочных полей" (проф. Ю.С. Вернов), "Системы и подсистемы в квантовой механике" (проф. О.А. Хрусталев), "Физика квантовых вычислений" (доц. О.Д. Тимофеевская), "Солитоны, инстантоны, скирмионы и кварковые мешки" (проф. К.А. Свешников).

На кафедре работают оригинальные практикумы: "Компьютерные вычисления в теоретической физике", "Язык аналитических вычислений REDUCE", практикум по курсу "Численные методы в теоретической физике" (руководитель практикума науч. сотр. В.А. Ильина).

Научная работа

На кафедре ведутся научные исследования по следующим основным направлениям:

Релятивистская теория гравитации (руководитель - акад. А.А. Логунов).
Поиск и исследование новых нелинейных и квантовых эффектов в гравитации, космологии, физике частиц и вакуумного состояния (руководитель - акад. А.А. Логунов).
Проблемы квантовой теории поля (руководитель - акад. Д.В. Ширков).
Эффекты нелинейной электродинамики вакуума и их проявления в лабораторных и астрофизических условиях (руководитель - проф. В.И. Денисов).
Исследование гравитационных эффектов (руководитель - проф. Ю.М. Лоскутов).
Нелинейные эффекты в квантовой теории поля, квантовые компьютеры, квантовая криптография (руководитель - проф. О.А. Хрусталев).
Проблемы квантовомеханической теории измерений (руководитель - проф. Д.А. Славнов).
Киральные кварк-мезонные модели низкоэнергетического барионного состояния (руководитель - проф. К.А. Свешников).
Теория бароэлектрического и баромагнитного явлений (руководитель - проф. В.И. Григорьев).

Сотрудниками кафедры получены крупные научные результаты:

Академиком А.А. Логуновым внесен фундаментальный вклад в развитие квантовой теории поля, обоснование и применение дисперсионных соотношений, в создание метода ренормгруппы, нашедшего применение в решении широкого круга задач. Им установлены строгие асимптотические теоремы для поведения характеристик сильного взаимодействия при высоких энергиях. Он предложил новый подход к изучению множественных процессов, который оказался наиболее адекватным составному строению частиц и позволил открыть на ускорителе Института физики высоких энергий новую важнейшую закономерность микромира - масштабную инвариантность.
Развивая идеи Пуанкаре, Минковского, Эйнштейна и Гильберта, академик А.А. Логунов создал последовательную релятивистскую теорию гравитации (РТГ), которая, полностью согласуясь со всеми экспериментальными фактами, устранила принципиальные трудности общей теории относительности. В РТГ единым пространственно-временным континуумом для всех полей, включая и гравитационное, является псевдоевклидово пространство Минковского, а источником гравитационного поля является сохраняющийся тензор энергии-импульса материи, включая и само гравитационное поле. Такой подход позволяет однозначно построить теорию тяготения как калибровочную теорию, в которой гравитационное поле обладает спинами 2 и 0 и является физическим полем в духе Фарадея-Максвелла, а поэтому возможна локализация гравитационной энергии, сохраняется понятие инерциальной системы координат и строго выполняются законы сохранения энергии-импульса и момента количества движения. При этом благодаря универсальности гравитации и тензорному характеру гравитационного поля с необходимостью возникает эффективное полевое риманово пространство. Уравнения гравитационного поля в РТГ содержат явно метрический тензор пр-ва Минковского, а гравитационное поле становится массивным. Масса гравитона чрезвычайно мала, но ее наличие принципиально, так как благодаря наличию массовых членов в РТГ всегда можно однозначно отделить силы инерции от сил гравитации. Теория однозначно обьясняет результаты всех гравитационных эффектов в Солнечной системе. В РТГ наиболее полно раскрылось свойство гравитационного поля: своим действием не только замедлить ход времени, но и остановить процесс замедления времени, а следовательно, и процесс сжатия вещества. Появилось также новое свойство "самоограничения поля", которое играет важную роль в механизме гравитационного коллапса и эволюции Вселенной. В частности, "черные дыры" невозможны: коллапсирующая звезда не может уйти под свой гравитационный радиус; развитие однородной и изотропной Вселенной идет циклически от некоторой максимальной плотности до минимальной, причем плотность вещества остается всегда конечной и состояние точечного Большого Взрыва не достигается. При этом Вселенная бесконечна и "плоская", и в ней существует большая скрытая масса "темной материи".
Профессором Ю.М. Лоскутовым предсказаны эффекты: деполяризации черенковского излучения вблизи порога; спонтанной радиационной поляризации электронов в магнитном поле; индуцированной поляризации фермионов в магнитном поле; асимметрии углового распределения нейтрино, генерируемых в магнитном поле, и возможность самоускорения нейтронных звезд. Создан аппарат квантовой электродинамики в сильном магнитном поле, предсказан ряд эффектов (слияние и расщепление фотонов, модификация закона Кулона и др.). Предложена и реализована гипотеза о гравислабых взаимодействиях, нарушающих зарядовую и пространственную четность; предсказано гравитационное вращение плоскости поляризации электромагнитного излучения.
Профессором О.А. Хрусталевым на основании общих принципов локальной теории поля предсказан ряд асимптотических соотношений между сечениями взаимодействия адронов при высоких энергиях. Развито вероятностное описание рассеяния при высоких энергиях. Развита схема описания квантовых полей на фоне классических, удовлетворяющая требуемым законам сохранения. Создан аппарат условной матрицы плотности, последовательно описывающий поведения подсистем в большой системе.

Кафедра активно участвует в организации и проведении ежегодных международных семинаров по проблемам квантовой теории поля и теории гравитации в ИФВЭ - Протвино. Сотрудники, аспиранты и студенты кафедры наряду с основным составом Института теоретических проблем микромира им. Н.Н. Боголюбова МГУ составляют основу ведущей научной школы РФ "Развитие теоретико-полевых методов в физике частиц, гравитации и космологии", научным руководителем которой является академик А.А. Логунов.

Заведующий кафедрой
профессор Денисов Виктор Иванович

Заведующий кафедрой квантовой теории
и физики высоких энергий
профессор В.И. Денисов

Учебная работа

Научная работа

На кафедре ведутся научные исследования по следующим основным направлениям:

Релятивистская теория гравитации (руководитель - акад. А.А. Логунов).
Поиск и исследование новых нелинейных и квантовых эффектов в гравитации, космологии, физике частиц и вакуумного состояния (руководитель - акад. А.А. Логунов).
Проблемы квантовой теории поля (руководитель - акад. Д.В. Ширков).
Эффекты нелинейной электродинамики вакуума и их проявления в лабораторных и астрофизических условиях (руководитель - проф. В.И. Денисов).
Исследование гравитационных эффектов (руководитель - проф. Ю.М. Лоскутов).
Нелинейные эффекты в квантовой теории поля, квантовые компьютеры, квантовая криптография (руководитель - проф. О.А. Хрусталев).
Проблемы квантовомеханической теории измерений (руководитель - проф. Д.А. Славнов).
Киральные кварк-мезонные модели низкоэнергетического барионного состояния (руководитель - проф. К.А. Свешников).
Теория бароэлектрического и баромагнитного явлений (руководитель - проф. В.И. Григорьев).

Сотрудниками кафедры получены крупные научные результаты:

Академиком А.А. Логуновым внесен фундаментальный вклад в развитие квантовой теории поля, обоснование и применение дисперсионных соотношений, в создание метода ренормгруппы, нашедшего применение в решении широкого круга задач. Им установлены строгие асимптотические теоремы для поведения характеристик сильного взаимодействия при высоких энергиях. Он предложил новый подход к изучению множественных процессов, который оказался наиболее адекватным составному строению частиц и позволил открыть на ускорителе Института физики высоких энергий новую важнейшую закономерность микромира - масштабную инвариантность.
Развивая идеи Пуанкаре, Минковского, Эйнштейна и Гильберта, академик А.А. Логунов создал последовательную релятивистскую теорию гравитации (РТГ), которая, полностью согласуясь со всеми экспериментальными фактами, устранила принципиальные трудности общей теории относительности. В РТГ единым пространственно-временным континуумом для всех полей, включая и гравитационное, является псевдоевклидово пространство Минковского, а источником гравитационного поля является сохраняющийся тензор энергии-импульса материи, включая и само гравитационное поле. Такой подход позволяет однозначно построить теорию тяготения как калибровочную теорию, в которой гравитационное поле обладает спинами 2 и 0 и является физическим полем в духе Фарадея-Максвелла, а поэтому возможна локализация гравитационной энергии, сохраняется понятие инерциальной системы координат и строго выполняются законы сохранения энергии-импульса и момента количества движения. При этом благодаря универсальности гравитации и тензорному характеру гравитационного поля с необходимостью возникает эффективное полевое риманово пространство. Уравнения гравитационного поля в РТГ содержат явно метрический тензор пр-ва Минковского, а гравитационное поле становится массивным. Масса гравитона чрезвычайно мала, но ее наличие принципиально, так как благодаря наличию массовых членов в РТГ всегда можно однозначно отделить силы инерции от сил гравитации. Теория однозначно обьясняет результаты всех гравитационных эффектов в Солнечной системе. В РТГ наиболее полно раскрылось свойство гравитационного поля: своим действием не только замедлить ход времени, но и остановить процесс замедления времени, а следовательно, и процесс сжатия вещества. Появилось также новое свойство "самоограничения поля", которое играет важную роль в механизме гравитационного коллапса и эволюции Вселенной. В частности, "черные дыры" невозможны: коллапсирующая звезда не может уйти под свой гравитационный радиус; развитие однородной и изотропной Вселенной идет циклически от некоторой максимальной плотности до минимальной, причем плотность вещества остается всегда конечной и состояние точечного Большого Взрыва не достигается. При этом Вселенная бесконечна и "плоская", и в ней существует большая скрытая масса "темной материи".
Профессором Ю.М. Лоскутовым предсказаны эффекты: деполяризации черенковского излучения вблизи порога; спонтанной радиационной поляризации электронов в магнитном поле; индуцированной поляризации фермионов в магнитном поле; асимметрии углового распределения нейтрино, генерируемых в магнитном поле, и возможность самоускорения нейтронных звезд. Создан аппарат квантовой электродинамики в сильном магнитном поле, предсказан ряд эффектов (слияние и расщепление фотонов, модификация закона Кулона и др.). Предложена и реализована гипотеза о гравислабых взаимодействиях, нарушающих зарядовую и пространственную четность; предсказано гравитационное вращение плоскости поляризации электромагнитного излучения.
Профессором О.А. Хрусталевым на основании общих принципов локальной теории поля предсказан ряд асимптотических соотношений между сечениями взаимодействия адронов при высоких энергиях. Развито вероятностное описание рассеяния при высоких энергиях. Развита схема описания квантовых полей на фоне классических, удовлетворяющая требуемым законам сохранения. Создан аппарат условной матрицы плотности, последовательно описывающий поведения подсистем в большой системе.

Профессора кафедры

Кафедра физики атомного ядра и квантовой теории столкновений готовит специалистов (как экспериментаторов, так и теоретиков) для работы по следующим основным направлениям: физика высоких энергий и физика элементарных частиц, физика атомного ядра и ядерных реакций, физика наноструктур, прикладная ядерная физика и ядерная медицина. Студенты, аспиранты и выпускники кафедры работают в крупнейших научных экспериментах. Например, во всех коллаборациях на Большом алронном коллайдере в ЦЕРН (ATLAS, CMS, LHCb, ALICE), на установках D0 и RHIC (США), в проекте NICA (ОИЯИ, Россия), в экспериментах ELISe, А2, ZEUS и FAIR (Германия), в эксперименте GRAAL (Франция), в национальном исследовательском центре INFN (Италия), в Стэнфордском университете (США), в LAN (Лос-Аламос, США), в научно-исследовательских центрах Германии DESY и GSI, в научных коллективах, связанных с созданием ускорителей следующего поколения ILC и CLIC.

Студенты и аспиранты кафедры имеют уникальные возможности участия в различных международных и российских научных школах, семинарах, конференциях таких, как летние школы для студентов и молодых ученых CERN, Fermilab, DESY, GSI, международных рабочих совещаниях QFTHEP, семинарах для молодых талантов, проводимых фондом «Династия», и многих других научных мероприятиях.

Кафедра физики атомного ядра и квантовой теории столкновений ведет свою историю от первой в МГУ и одной из первых в мире кафедр ядерного профиля - кафедры атомного ядра и радиоактивности, начавшей свою работу в 1940 году под руководством академика Д.В. Скобельцына. Кафедра является прямой преемницей кафедры ядерной спектроскопии (заведующий Л.В. Грошев) и кафедры теоретической ядерной физики (заведующий Д.И. Блохинцев). С 1971 по 1991 годы заведующим кафедрой экспериментальной ядерной физики, а после 1979 года - кафедрой физики атомного ядра был профессор А.Ф. Тулинов – выдающийся физик-экспериментатор, один из авторов открытия эффекта теней, основатель ряда новых направлений в области исследования свойств кристаллических тел пучками заряженных частиц. С 1991 по 2007 год заведующим кафедрой являлся профессор В.В. Балашов – широко известный физик-теоретик в области теории атомного ядра и ядерных реакций, квантовой теории рассеяния промежуточных и высоких энергий, выдающийся педагог. В 1998 году кафедре было присвоено новое название «Кафедра физики атомного ядра и квантовой теории столкновений». С 2009 года заведующим кафедрой стал заместитель директора НИИЯФ МГУ, заведующий отделом теоретической физики высоких энергий профессор В.И.Саврин, внесший большой вклад в релятивистскую теорию матрицы плотности и теорию связанных состояний.

В настоящее время на кафедре преподают сотрудники ведущих российских научных центров: НИИЯФ МГУ (Москва), ИФВЭ (Протвино), ИЯИ РАН (Москва), ОИЯИ (Дубна). Среди них – академик РАН, член-корреспондент РАН, профессора, доктора и кандидаты физ.-мат. наук. Высокий процент активно работающих ученых является одной из отличительных черт кафедры, ее визитной карточкой. Учебный план кафедры включает следующие курсы (список может незначительно меняться в течение нескольких лет):

Взаимодействие частиц и излучений с веществом (доцент Кузаков К.А.)
Экспериментальные методы ядерной физики (профессор Платонов С.Ю.)
Квантовая теория столкновений (доцент Кузаков К.А.)
Кинематика элементарных процессов (доцент Строковский Е.А.)
Детекторы частиц высоких энергий (академик Денисов С.П.)
Экспериментальные методы в физике высоких энергий (член-корр. Образцов В.Ф.)
Теория групп в физике частиц и ядра (доцент Волобуев И.П.)
Физика атомного ядра (структура ядра) (профессор Еременко Д.О.)
Квантовая электродинамика (доцент Никитин Н.В.)
Введение в физику элементарных частиц (профессор Арбузов Б.А.)
Физика электромагнитных взаимодействий (профессор Недорезов В.Г.)
Избранные вопросы квантовой хромодинамики (КХД) (доцент Снигирев А.М.)
Стандартная модель и ее расширения (профессор Боос Э.Э.)
Ядерные реакции (профессор Еременко Д.О.)
Ядерная физика тяжелых ионов (профессор Еременко Д.О.)
Спектроскопия адронов (кандидат физ.-мат. наук Обуховский И.Т.)
Электроника в физике высоких энергий (профессор Басиладзе С.Г.)
Избранные вопросы теории рассеяния (профессор Блохинцев Л.Д.)
Физика частиц на коллайдерах (доцент Дубинин М.Н.)
Физика деления атомных ядер (профессор Платонов С.Ю.)
Матрица плотности (доцент Никитин Н.В.)
Физика столкновений релятивистских ядер (профессор Коротких В.Л.)

Позиция кафедры заключается в том, чтобы студент и его научный руководитель имели возможность выбора тех спецкурсов, которые наилучшим образом соответствуют их научным интересам. Поэтому число предлагаемых студентам на кафедре спецкурсов превышает обязательное количество сдаваемых дисциплин, предусмотренное официальным учебным планом.

Сотрудниками кафедры ведется и поддерживается специальный ядерный практикум отделения ядерной физики (ОЯФ). В настоящее время этот практикум включает в себя 9 лабораторных работ, призванных ознакомить студентов с основами современных экспериментальных ядерно-физических методик. Задачи практикума тесно связанны как с лекционными курсами по общей ядерной физике, так и с системой специальных курсов, созданной на большинстве кафедр ОЯФ.

Уникальным является теоретический практикум, разработанный профессором В.В.Балашовым еще в середине 1960-х годов. На практикуме студенты приобретают навыки вычислений, необходимых в повседневной работе физика-теоретика. В настоящее время этот практикум поддерживается, развивается и совершенствуется силами сотрудников кафедры и многочисленных учеников В.В.Балашова.

Ниже перечислены основные научные направления кафедры. Если какое-либо направление показалось Вам интересным, то Вы всегда можете связаться с руководителем этого направления, используя имеющуюся на сайте контактную информацию, и узнать все интересующие Вас подробности. Сотрудники и преподаватели кафедры всегда рады ответить на Ваши вопросы.

I. Эксперименты в области физики высоких энергий

1. Исследований свойств t-кварка и физики вне рамок Стандартной модели при столкновениях элементарных частиц и ядер на современных ускорителях высоких энергий.

Эксперименты проводятся в лабораториях CERN (Швейцария), DESY (Германия), FNAL (США), Института физики высоких энергий (г. Протвино, Россия), ОИЯИ (г. Дубна, Россия).

Руководитель: Профессор Боос Эдуард Эрнстович, зав. отделом НИИЯФ МГУ, e-mail:

2. Разработка новых методов регистрации частиц и измерения их характеристик.

Эксперименты проводятся в лабораториях CERN (Швейцария), FNAL (США) и Института физики высоких энергий (г. Протвино, Россия).

Руководитель: академик РАН, профессор Денисов Сергей Петрович, нач. лаборатории ИФВЭ (г. Протвино), e-mail: [email protected]

3. Изучение экстремально редких распадов прелестных частиц и физики вне рамок Стандартной модели на установке LHCb Большого адронного коллайдера.

Эксперимент проводится в CERN (Швейцария).

[email protected]

4. Ядро-ядерные взаимодействия при релятивистских энергиях

Исследования на коллайдерах RHIC (США) и LHC (ЦЕРН).

Руководитель: профессор Коротких Владимир Леонидович, e-mail:

5. Исследование электромагнитных взаимодействий адронов и ядер

Работа ведется в ИЯИ РАН совместно с ведущими европейскими центрами по исследованию электромагнитных взаимодействий ядер (коллаборации GRAAL, Гренобль (Франция), ELISe, Дармштадт, А2, Майнц, Германия).

Руководитель: профессор Недорезов Владимир Георгиевич, зав. лабораторией ИЯИ РАН, e-mail: [email protected]

6. Исследование роли странных кварков в структуре нуклонов и ядер

Эксперимент проводится на магнитном спектрометре НИС-ГИБС (ОИЯИ, Дубна).

Руководитель: д.ф.-м.н. Строковский Евгений Афанасьевич, нач. отделения ЛВЭ ОИЯИ (г. Дубна, e-mail: [email protected]

7. Поиск новой физики в распадах каонов

Эксперименты проходят на различных установках, которые работают на ускорителе У-70 (ИФВЭ, Протвино).

Руководитель: член-корр. РАН, профессор Образцов Владимир Федорович, гл. науч. сотр. ИФВЭ (г. Протвино), e-mail: [email protected]

II. Эксперименты в области структуры ядра и ядерных реакций

8. Ядерные реакции с тяжелыми ионами, физика деления

Руководители: профессор Юминов Олег Аркадьевич, зав..физ.-мат. наук Платонов Сергей Юрьевич, профессор кафедры и вед. науч. сотр. НИИЯФ, e-mail:

9. Исследование одночастичных характристик ядер и рассеяния заряженных частиц низких и средних энергий атомными ядрами

Руководитель: канд. физ.-мат. наук Беспалова Ольга Викторовна, стар. науч. сотр. НИИЯФ МГУ, 19-й корп. НИИЯФ МГУ, e-mail:

10. Исследования механизмов ядерных реакций и структуры легких ядер методом угловой корреляции гамма-квантов и заряженных продуктов реакции

Руководители: профессор Зеленская Наталья Семеновна, гл. науч. сотр. НИИЯФ МГУ, e-mail: zelenskaya@anna19.. лабораторией НИИЯФ МГУ, e-mail:

III. Теоретические исследования

1. Метод квазипотенциала в релятивистской теории связанных состояний

Руководитель: профессор Саврин Виктор Иванович, зав. кафедрой и зав. отделом НИИЯФ МГУ, e-mail:

2. Непертурбативные эффекты в калибровочных теориях Стандатной Модели

Руководитель: профессор Арбузов Борис Андреевич, вед. научн. сотр. НИИЯФ МГУ, e-mail:

3. Теории взаимодействий элементарных частиц в пространстве-времени с дополнительными измерениями

Руководитель: д.ф.-м.н. Волобуев Игорь Павлович, вед. науч. сотр. НИИЯФ МГУ, e-mail:

4. Физика на коллайдерах и калибровочные модели квантовой теории поля

Руководитель: д.ф.-м.н. Дубинин Михаил Николаевич, вед. науч. сотр. НИИЯФ МГУ, e-mail:

5. Жесткие процессы в квантовой хромодинамике и диагностика кварк-глюонной материи

Руководитель: д.ф.-м.н. Снигирев Александр Михайлович, вед. науч. сотр. НИИЯФ МГУ, e-mail:

6. Редкие распады прелестных и очарованных частиц в Стандартной модели и ее расширениях. Корреляции в релятивистских системах.

Руководитель: к.ф.-м.н. Никитин Николай Викторович, доцент кафедры e-mail: [email protected]

7. Рождение экзотических адронов (дибарионов и легких скалярных мезонов) в ядерных соударениях и структура легких ядер

Руководитель: профессор Кукулин Владимир Иосифович, зав. лабораторией НИИЯФ МГУ, e-mail:

8. Квантовая теория систем нескольких тел

Руководитель: профессор Блохинцев Леонид Дмитриевич, гл. науч. сотр. НИИЯФ МГУ, e-mail:

9. Взаимодействие и распад сложных ядер

Руководитель: д.ф.-м.н. Еременко Дмитрий Олегович, профессор кафедры и вед. науч. сотр. НИИЯФ МГУ, e-mail:

10. Квантовая теория столкновений быстрых частиц с многоэлектронными системами

Руководители: доцент Попов Юрий Владимирович, зав. лабораторией НИИЯФ МГУ, e-mail: popov@srd.сайт; доцент Кузаков Константин Алексеевич, доцент кафедры, ст. науч. сотр. НИИЯФ, e-mail:

IV. Исследования в смежных областях

1. Взаимодействие быстрых заряженных частиц с веществом

Руководитель: профессор Чеченин Николай Гаврилович, зав. отделом НИИЯФ МГУ, e-mail:

2. Применение экспериментальных методов ядерной физики для исследований в области физики твердого тела, материаловедения и нанотехнологий

Руководители: профессор Борисов Анатолий Михайлович, в. н. с. НИИЯФ МГУ, e-mail: [email protected]; к.т.н. Ткаченко Никита Владимирович, м.н.с. НИИЯФ МГУ, тел. 939-49-07, e-mail:

3. Экспериментальные исследования наноструктур, магнитных материалов и тонких поверхностных слоев методами конверсионной мессбауэровской спектроскопии

4. Сверхпроводящие туннельные детекторы

5. Разработка и экспериментальные исследования новых криогенных детекторов ядерных излучений

Руководитель: д.ф.-м.н. Андрианов Виктор Александрович, вед. научн. сотр. НИИЯФ МГУ, e-mail:

6. Ядерная медицина и биология

Руководители: профессор Юминов Олег Аркадьевич, вед. науч. сотр. НИИЯФ МГУ, тел..ф.-м.н. Платонов Сергей Юрьевич, профессор кафедры и вед. науч. сотр. НИИЯФ МГУ, тел..ф.-м.н. Еременко Дмитрий Олегович, профессор кафедры и зав. отделом НИИЯФ МГУ, тел. 939-24-65, e-mail:

7. Исследование воздействия моделируемых факторов дальнего космоса на организм человека

Кафедра физики высоких энергий и элементарных частиц существует более 40 лет. Она создана профессором Ю.В.Новожиловым под непосредственным руководством академика Владимира Александровича Фока основоположника Петербургской-Ленинградской школы теоретической физики. Эта школа известна во всем мире такими именами как А.А.Фридман, Г.А.Гамов, Л.Д.Ландау, В.Н.Грибов и др.

Человека всегда интересовали два вопроса: каковы те мельчайшие частицы, из которых образуется все вещество, включая самого человека, и как устроена Вселенная, частью которой является он сам. Двигаясь в своем познании в двух этих противоположных направлениях, человек, с одной стороны, двигаясь по ступеням вниз (молекула атом ядро протоны, нейтроны кварки, глюоны), пришел к пониманию процессов, происходящих на сверхмалых расстояниях, а с другой стороны, двигаясь по ступеням вверх (планета солнечная система галактика), подошел к пониманию устройства Вселенной в целом.

При этом оказалось, что Вселенная не может быть стабильной, и были получены экспериментальные факты, подтверждающие, что около 10 млрд. лет назад вся Вселенная, в момент возникновения в результате "Большого взрыва", сама имела микроскопические размеры. При этом для анализа процесса ее развития на этом раннем этапе необходимы знания о микромире, получаемые в экспериментах на современных ускорителях элементарных частиц. Причем, чем больше энергия сталкиваемых на ускорителе частиц, тем меньше расстояния, на которых может быть изучено поведение материи, и тем раньше тот момент, начиная с которого мы можем проследить эволюцию Вселенной. Так произошло смыкание исследований микро- и макро-космоса.

Еще 50 лет назад считалось, что вся материя состоит из атомов, а те, в свою очередь, построены из трех фундаментальных частиц положительно заряженных протонов и электрически нейтральных нейтронов, формирующих центральное ядро, и отрицательно заряженных электронов, вращающихся по орбитам вокруг ядра.

В настоящее время установлено, что протоны и нейтроны построены из еще более "фундаментальных" объектов кварков. Шесть типов кварков наряду с шестью лептонами (электрон, мюон, тау и три соответствующих нейтрино) и четырьмя промежуточными векторными бозонами и служат теми строительными блоками, из которых построено все вещество во Вселенной.

Физика высоких энергий и элементарных частиц и изучает свойства и поведение этих фундаментальных составляющих материи. Их свойства проявляются в четырех известных взаимодействиях гравитационном, слабом ядерном, электромагнитном, сильном ядерном. По современным представлениям слабое ядерное и электромагнитное взаимодействия это два различных проявления одного типа взаимодействия электрослабого. Физики надеются, что в ближайшем будущем это взаимодействие будет вместе с сильным ядерным включено в Теорию Большого Объединения, а возможно и вместе с гравитационным в Единую Теорию Взаимодействия.

Для изучение фундаментальных частиц и их взаимодействий необходимо строить гигантские ускорители (устройства, в которых элементарные частицы разгоняются до скоростей, близких к скорости света, а затем сталкиваются друг с другом). Из-за своих огромных размеров (десятки километров) ускорители строятся в подземных туннелях. Самые мощные ускорители работают или строятся в лабораториях CERN (Женева, Швейцария), Fermilab (Чикаго, США), DESY (Гамбург, Германия), SLAC (Калифорния, США).

В настоящее время в Европейском Центре Ядерных Исследований (CERN) в Женеве в Швейцарии полным ходом идет строительство самого мощного ускорителя элементарных частиц LHC (Большого Адронного Коллайдера), способного ускорять не только элементарные частицы (протоны), но и атомные ядра. Ожидается, что при столкновении ядер свинца, разогнанных до сверх- высоких энергий, на этом ускорителе удастся получить новое состояние вещества кварк-глюонную плазму, при котором кварки и глюоны составные элементы протонов и нейтронов сталкиваемых ядер объединятся вместе. С точки зрения анализа развития Вселенной, такое состояние вещества было на стадии, существовавшей примерно через 10 микросекунд после "Большого взрыва".

Для регистрации признаков формирования кварк-глюонной плазмы при столкновении ядер свинца на ускорителе LHC строится огромная экспериментальная установка и планируется проведение на ней специального эксперимента ALICE (A Large Ion Collision Experiment). Кафедра физики высоких энергий и элементарных частиц принимает участие в подготовке эксперимента ALICE в ЦЕРНе и разработке программы физических исследований для него.

Физика высоких энергий и элементарных частиц не только дает человеку возможность познать окружающий его мир, но и способствует развитию и внедрению самых современных технологий. В постановке и проведении экспериментов по физике высоких энергий участвуют обычно сотни ученых, инженеров, специалистов в области электроники, материаловедения и, особенно, компьютерных технологий. Необходимая скорость сбора и обработки информации в процессе столкновения частиц при высоких энергиях превышает все мыслимые пределы. Практически все современные компьютерные технологии развивались прежде всего из-за потребностей физики высоких энергий. Наиболее значительным достижением в этой области за последние годы стало создание Всемирной Паутины World Wide Web, всеобще принятый формат для представления информации в Интернете, изобретенный в CERN около 10 лет назад для мгновенного доступа к информации для сотен ученых из десятков лабораторий в различных странах, работающих в области физики элементарных частиц. Первые WWW серверы в Санкт-Петербурге заработали на физическом факультете СПбГУ, в НИИ Физики СПбГУ и в Петербургском институте ядерной физики в Гатчине.

По мере развития методов квантовой теории поля, основного математического аппарата теории элементарных частиц, стало ясно, что их с большим успехом можно использовать и в других областях теоретической физики. В результате, наряду с продолжающимися исследованиями в области современной теории элементарных частиц, которые являются приоритетными на кафедре, возникли и новые направления. Разрабатываются новые математические методы теория квантовой симметрии и некоммутативных пространств. Методы функционального интегрирования, диаграмм Фейнмана и теория перенормировок активно используются в последнее время в теории критических явлений (теории фазовых переходов) и теории гидродинамической турбулентности.

Методам квантовой теории поля в последние годы найдены и совсем неожиданные применения, которые, на первый взгляд, довольно далеки от теоретической физики в ее традиционном понимании. В частности, возникли и бурно развиваются (в том числе, на кафедре) теория самоорганизующейся критичности, экономическая физика, теория нейронных сетей, в которых моделируются наиболее универсальные механизмы самоорганизации сложных систем на основе элементарных представлений о характере взаимодействия их компонент. Опыт изучения моделей такого типа, накопленный в области квантовой теории поля и статистической физике, а также использование компьютерных экспериментов, позволяет получать интересные количественные результаты в экономике, нейрофизиологии и биологии.

Кафедра физики высоких энергий и элементарных частиц ежегодно выпускает до 10 специалистов по Программе "Теория взаимодействия элементарных частиц и квантовая теория поля". Преподавательский и научный состав кафедры состоит из 14 докторов и 7 кандидатов наук (на кафедре нет сотрудников без научных степеней). Основатель кафедры Ю.В.Новожилов и заведующий кафедрой М.А.Браун имеют почетные звания Заслуженный деятель науки, несколько сотрудников в разные годы были удостоены Университетских премий, а также званий Соросовского профессора.

Все члены кафедры имеют широкие связи с зарубежными коллегами из университетов Германии, Франции, Италии, Испании, Швейцарии, США и др., регулярно выезжают в командировки для проведения совместных исследований. Работы сотрудников кафедры имеют приоритетный характер и активно цитируются в мировой научной периодике. Практически все сотрудники кафедры работают при поддержке грантов Российского фонда фундаментальных исследований, часть сотрудников имеют финансирование от зарубежных фондов INTAS, NATO, DAAD, CRDF, INFN и др.

Выпускники кафедры получают широкое образование по теоретической и математической физике, соответствующее самым высоким мировым стандартам. Часть студентов получают наряду со степенью магистра СПбГУ и степени зарубежных высших научных заведений (например, Ecole Politechnique). После окончания обучения выпускники имеют широкие возможности для продолжения своего образования и научной деятельности как в России, так и за рубежом. Не менее половины выпускников, как правило, остаются в аспирантуре на кафедре, часть выпускников принимается в институты РАН (Петербургский институт ядерной физики, Петербургское отделение математического института), часть выпускников принимается в аспирантуру зарубежных университетов.