Katedra fyziky vysokých energií a elementárních částic. Katedra fyziky vysokých energií a elementárních částic Katedra kvantové teorie a fyziky vysokých energií

O profesorech katedry

Lifshits Ilja Michajlovič(13.1.1917, Charkov - 23.10.1982, Moskva, pohřben na Troekurovském hřbitově). Teoretický fyzik. Absolvent Fyzikálně-matematické fakulty Charkovské univerzity (1936).

Kandidát fyzikálních a matematických věd (1939). Doktor fyzikálních a matematických věd (1941). Profesor katedry kvantové teorie (1964-1977) a katedry fyziky nízkých teplot (1978-1982) Fyzikální fakulty Moskevské státní univerzity. V roce 1964 na pozvání rektora Moskevské státní univerzity I.G. Petrovský zorganizoval na Fyzikální fakultě Moskevské státní univerzity specializaci „Teorie pevné tělo"a vedl ji až do roku 1982. Přednášel: "Kvantová teorie pevných látek", "Fyzikální kinetika", "Teorie polymerních řetězců", "Kvantová teorie neuspořádaných systémů" atd. Vedl vědecký seminář "Teorie pevných látek". Akademik Akademie věd SSSR (1970) Akademik Akademie věd Ukrajinské SSR (1967) Předseda vědecké rady Akademie věd SSSR pro teorii pevných látek (1961-1982) Čestný člen Trinity College, Cambridge Univerzita (1962) Zahraniční člen Americké akademie věd (1982) Člen redakčních rad řady vědeckých časopisů: 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.

Vyznamenán Řádem rudého praporu práce (1975) a medailemi. Oceněno je. L.I. Mandelstam z Akademie věd SSSR (1952), cena F. Simona Anglické královské fyzikální společnosti (1962). Laureát Leninovy ceny (1967).

Zájmy výzkumu: teorie skutečných neideálních krystalů; elektronická teorie kovů; kvantové kapaliny a kvantové krystaly; fyzika polymerů a biopolymerů; teorie neuspořádaných systémů. Vytvořil dynamickou teorii reálných krystalů, předpověděl existenci lokálních a kvazilokálních frekvencí. Jeden ze zakladatelů moderní kvantové teorie pevných látek. Vlastní myšlenku obnovy energetického spektra pevných látek z experimentálních dat na základě konceptu kvazičástic - bosonů a fermionů. Ukázal, že obnova Boseových větví spektra je možná nejen tradičním způsobem (nepružným rozptylem neutronů), ale také teplotní závislostí termodynamických charakteristik. Obnovení Fermiho větví spektra kovů bylo dosaženo díky vytvoření jeho a jeho spolupracovníků moderní forma elektronová teorie kovů. Vyvinul geometrický jazyk běžně používaný ve fyzice kovů. Vybudoval teorii elektronického spektra neuspořádaných systémů. Významně přispěl k teorii fázových přechodů. Formuloval základní pojmy kinetiky fázových přechodů prvního a druhého druhu a vytvořil teorii nukleace. Předpověděl elektronické topologické přechody 2.5. druhu v kovech. Autor průkopnických prací o statistické fyzice polymerů. Vytvořil teorii přechodů typu spirála-globule v polymerních a biopolymerních systémech.

Předmět doktorské práce: "K teorii pevných roztoků". Předmět doktorské disertační práce: "Optické chování nedokonalých krystalů v infračervené oblasti".

Připraveno více než 60 kandidátů a doktorů věd. Publikoval asi 250 vědeckých prací.

Hlavní práce:

„O anomáliích v elektronických charakteristikách kovu v oblasti vysokých tlaků“ (JETF, 1960, 38 (5), 1569-1576).
"O struktuře energetického spektra a kvantových stavech neuspořádaných kondenzovaných systémů. (UFN, 1964, 83 (4), 617-663).
"Některé problémy statistické teorie biopolymerů" (JETP, 1968, 55 (6), 2408-2422).
"Vybraná díla. Fyzika skutečných krystalů a neuspořádaných systémů" (Moskva: Nauka, 1987, 551 s.).
"Vybraná díla. Elektronická teorie kovy. Fyzika polymerů a biopolymerů“ (M.: Nauka, 1994, 442 s.).

Katedra fyziky atomové jádro a Quantum Collision Theory připravuje specialisty (jak experimentátory, tak teoretiky) pro práci v následujících hlavních oblastech: fyzika vysokých energií a fyzika elementárních částic, fyzika atomového jádra a jaderných reakcí, fyzika nanostruktur, aplikovaná jaderná fyzika a nukleární medicína. V největší pracují studenti, postgraduální studenti a absolventi katedry vědecké experimenty. Například ve všech spolupracích na Large Alron Collider v CERNu (ATLAS, CMS, LHCb, ALICE), v zařízeních D0 a RHIC (USA), v projektu NICA (JINR, Rusko), v ELISe, A2, ZEUS a FAIR experiments (Německo), v experimentu GRAAL (Francie), v National Research Center INFN (Itálie), na Stanford University (USA), v LAN (Los Alamos, USA), v německých výzkumných centrech DESY a GSI, ve výzkumných týmech spojených s tvorbou akcelerátorů nové generace ILC a CLIC.

Studenti a postgraduální studenti katedry mají jedinečnou příležitost zúčastnit se různých mezinárodních a ruských vědeckých škol, seminářů, konferencí jako jsou letní školy pro studenty a mladé vědce CERN, Fermilab, DESY, GSI, mezinárodní workshopy QFTHEP, semináře pro mladé talenty pořádané nadace „Dynastie“ a mnoho dalších vědeckých akcí.

Katedra atomové jaderné fyziky a teorie kvantových kolizí sahá svou historii až k první na Moskevské státní univerzitě a jedné z prvních jaderných kateder na světě – katedře atomového jádra a radioaktivity, která zahájila svou činnost v roce 1940 pod vedením akademika D.V. Skobeltsyn. Katedra je přímým pokračovatelem katedry jaderné spektroskopie (vedoucí L.V. Groshev) a katedry teoretické jaderné fyziky (vedoucí D.I. Blokhintsev). V letech 1971 až 1991 profesor A.F. Tulinov je vynikající experimentální fyzik, jeden z autorů objevu stínového jevu, zakladatel řady nových směrů v oblasti studia vlastností krystalických těles pomocí svazků nabitých částic. Od roku 1991 do roku 2007 byl vedoucím katedry profesor V.V. Balashov je známý teoretický fyzik v oblasti teorie atomového jádra a jaderných reakcí, kvantové teorie rozptylu středních a vysokých energií a vynikající učitel. V roce 1998 dostala katedra nový název „Katedra atomové jaderné fyziky a teorie kvantové srážky“. Od roku 2009 se vedoucím katedry stal zástupce ředitele SINP MSU, vedoucí katedry teoretické fyziky vysokých energií profesor V.I.Savrin, který významně přispěl k relativistické teorii matice hustoty a teorii vázaných stavů. oddělení.

V současné době katedru vyučují pracovníci přední ruštiny vědeckých center: SINP MGU (Moskva), IHEP (Protvino), INR RAS (Moskva), JINR (Dubna). Mezi nimi jsou akademik Ruské akademie věd, člen korespondent Ruské akademie věd, profesoři, lékaři a kandidáti fyziky a matematiky. vědy. Vysoké procento aktivně pracujících vědců je jedním z charakteristických rysů katedry, její vizitka. Sylabus Katedra zahrnuje následující kurzy (seznam se může v průběhu několika let mírně změnit):

Interakce částic a záření s hmotou (doc. Kuzakov K.A.)
Experimentální metody jaderné fyziky (profesor Platonov S.Yu.)
Teorie kvantové srážky (docent Kuzakov K.A.)
Kinematika elementárních procesů (doc. Strokovsky E.A.)
Vysokoenergetické detektory částic (akademik Denisov S.P.)
Experimentální metody ve fyzice vysokých energií (odpovídající člen Obraztsov V.F.)
Teorie grup v částicové a jaderné fyzice (doc. Volobuev I.P.)
Fyzika atomového jádra (struktura jádra) (profesor Eremenko D.O.)
Kvantová elektrodynamika (doc. Nikitin N.V.)
Úvod do fyziky elementárních částic (profesor Arbuzov B.A.)
Fyzika elektromagnetické interakce(Profesor Nedorezov V.G.)
Vybrané otázky kvantové chromodynamiky (QCD) (doc. Snigirev A.M.)
Standardní model a jeho rozšíření (Professor Boos E.E.)
Nukleární reakce (profesor Eremenko D.O.)
Jaderná fyzika těžkých iontů (profesor Eremenko D.O.)
Hadronová spektroskopie (Ph.D. Obukhovsky I.T.)
Elektronika ve fyzice vysokých energií (profesor Basiladze S.G.)
Vybrané otázky teorie rozptylu (profesor Blokhintsev L.D.)
Částicová fyzika na urychlovačích (doc. Dubinin M.N.)
Fyzika jaderného štěpení (profesor Platonov S.Yu.)
Matice hustoty (docent Nikitin N.V.)
Fyzika srážek relativistických jader (profesor V.L. Korotkikh)

Stanovisko katedry spočívá v tom, že student a jeho školitel mají možnost vybrat si takové speciální předměty, které nejlépe vyhovují jeho potřebám. vědecké zájmy. Počet speciálních předmětů nabízených studentům na katedře tak překračuje povinný počet předmětů k absolvování stanovený oficiálním učebním plánem.

Pracovníci katedry vedou a podporují speciální jaderný workshop Katedry jaderné fyziky (NF). Tento workshop aktuálně zahrnuje 9 laboratorní práce určené k seznámení studentů se základy moderních technik experimentální jaderné fyziky. Cíle workshopu úzce souvisí jak s přednáškovými předměty z obecné jaderné fyziky, tak se systémem speciálních předmětů vytvořeným na většině ústavů jaderné fyziky.

Unikátní je teoretická dílna vyvinutá profesorem V.V. Balashovem v polovině 60. let. Na workshopu si studenti osvojí potřebné počítačové dovednosti denní práce teoretická fyzika. V současné době je tento workshop podporován, rozvíjen a zdokonalován pracovníky katedry a četnými studenty V.V.Balašova.

Hlavní vědecké směry katedry jsou uvedeny níže. Pokud se vám některý směr zdál zajímavý, můžete vždy kontaktovat vedoucího tohoto směru pomocí kontaktních údajů dostupných na webu a zjistit všechny podrobnosti, které vás zajímají. Zaměstnanci a učitelé katedry vždy rádi zodpoví vaše dotazy.

I. Experimenty v oblasti fyziky vysokých energií

1. Výzkum vlastností t-kvarku a fyzika mimo rámec Standardního modelu při srážkách elementárních částic a jader na moderních vysokoenergetických urychlovačích.

Experimenty se provádějí v laboratořích CERN (Švýcarsko), DESY (Německo), FNAL (USA), Institute for High Energy Physics (Protvino, Rusko), JINR (Dubna, Rusko).

Vedoucí: profesor Eduard Ernstovich Boos, vedoucí. Katedra SINP MSU, e-mail:

2. Vývoj nových metod detekce částic a měření jejich charakteristik.

Experimenty se provádějí v laboratořích CERN (Švýcarsko), FNAL (USA) a Institute for High Energy Physics (Protvino, Rusko).

Vedoucí: Akademik Ruské akademie věd, profesor Sergej Petrovič Denisov, vedoucí. Laboratoře IHEP (Protvino), e-mail: [e-mail chráněný]

3. Studium extrémně vzácných rozpadů krásných částic a fyziky mimo rámec Standardního modelu v zařízení LHCb Velkého hadronového urychlovače.

Experiment se provádí v CERNu (Švýcarsko).

[e-mail chráněný]

4. Interakce jádra a jádra při relativistických energiích

Výzkum na urychlovačích RHIC (USA) a LHC (CERN).

Vedoucí: Profesor Korotkikh Vladimir Leonidovič, e-mail:

5. Studium elektromagnetických interakcí hadronů a jader

Práce je prováděna v INR RAS společně s předními evropskými centry pro studium elektromagnetických interakcí jader (GRAAL Collaborations, Grenoble (Francie), ELISe, Darmstadt, A2, Mainz, Německo).

Vedoucí: Profesor Nedorezov Vladimir Georgievich, vedoucí. Laboratoř INR RAS, e-mail: [e-mail chráněný]

6. Studium úlohy podivných kvarků ve struktuře nukleonů a jader

Experiment je prováděn na magnetickém spektrometru NIS-GIBS (JINR, Dubna).

Hlava: d.f.-m.s. Strokovský Jevgenij Afanasevič Oddělení LHE JINR (Dubna, e-mail: [e-mail chráněný]

7. Hledání nové fyziky v rozpadech kaonu

Experimenty se provádějí na různých zařízeních, která pracují na urychlovači U-70 (IHEP, Protvino).

Vedoucí: člen korespondent RAS, profesor Obrazcov Vladimir Fedorovič, Ch. vědecký spolupracovník IHEP (Protvino), e-mail: [e-mail chráněný]

II. Experimenty v oblasti jaderné struktury a jaderných reakcí

8. Jaderné reakce s těžkými ionty, štěpná fyzika

Vedoucí: Profesor Yuminov Oleg Arkadievich, vedoucí fyziky a matematiky. vědy Platonov Sergey Yurievich, profesor katedry a Ved. vědecký spolupracovník SINP, e-mail:

9. Studium jednočásticových charakteristik jader a rozptylu nabitých částic nízkých a středních energií atomovými jádry

Hlava: Cand. Fyzikální matematika Vědy Bespalova Olga Viktorovna, star. vědecký spolupracovník SINP MSU, 19. bldg. SINP MSU, e-mail:

10. Zkoumání mechanismů jaderných reakcí a struktury lehkých jader metodou úhlové korelace gama záření a nabitých reakčních produktů

Vedoucí: Profesorka Zelenskaja Natalja Semjonovna, Ch. vědecký spolupracovník SINP MSU, e-mail: [e-mail chráněný].. laboratoř SINP MSU, e-mail:

III. Teoretické studie

1. Kvazipotenciální metoda v relativistické teorii vázaných stavů

Vedoucí: Profesor Savrin Viktor Ivanovič, přednosta. oddělení a přednosta Katedra SINP MSU, e-mail:

2. Neporuchové efekty v kalibračních teoriích standardního modelu

Vedoucí: Profesor Arbuzov Boris Andreevich, vedoucí. vědecký spolupracovník SINP MSU, e-mail:

3. Teorie interakcí elementárních částic v časoprostoru s dalšími dimenzemi

Hlava: d.f.-m.s. Volobuev Igor Pavlovič vědecký spolupracovník SINP MSU, e-mail:

4. Fyzika na srážedlech a kalibrační modely kvantové teorie pole

Hlava: d.f.-m.s. Dubinin Michail Nikolajevič vědecký spolupracovník SINP MSU, e-mail:

5. Rigidní procesy v kvantové chromodynamice a diagnostice kvark-gluonové hmoty

Hlava: d.f.-m.s. Snigirev Alexandr Michajlovič vědecký spolupracovník SINP MSU, e-mail:

6. Vzácné rozpady okouzlujících a okouzlených částic ve standardním modelu a jeho rozšířeních. Korelace v relativistických systémech.

Vedoucí: Ph.D. Nikitin Nikolai Viktorovich, docent katedry e-mail: [e-mail chráněný]

7. Produkce exotických hadronů (dibaryonů a lehkých skalárních mezonů) při jaderných srážkách a struktura lehkých jader

Vedoucí: Profesor Kukulin Vladimir Iosifovich, vedoucí. laboratoř SINP MSU, e-mail:

8. Kvantová teorie soustav více těles

Školitel: Profesor Blokhintsev Leonid Dmitrievich, Ch. vědecký spolupracovník SINP MSU, e-mail:

9. Interakce a rozpad komplexních jader

Hlava: d.f.-m.s. Eremenko Dmitrij Olegovič, profesor katedry a vedoucí. vědecký spolupracovník SINP MSU, e-mail:

10. Kvantová teorie srážek rychlých částic s multielektronovými systémy

Vedoucí: docent Popov Jurij Vladimirovič, vedoucí. laboratoř SINP MSU, e-mail: [e-mail chráněný].webová stránka; Docent Kuzakov Konstantin Alekseevich, docent katedry, Art. vědecký spolupracovník SINP, e-mail:

IV. Výzkum v příbuzných oborech

1. Interakce rychle nabitých částic s hmotou

Vedoucí: Profesor Čečenin Nikolaj Gavrilovič, vedoucí. Katedra SINP MSU, e-mail:

2. Aplikace experimentální metody jaderné fyziky pro výzkum v oblasti fyziky pevných látek, materiálových věd a nanotechnologií

Vedoucí: Profesor Borisov Anatolij Michajlovič, c. n. S. SINP MSU, e-mail: [e-mail chráněný]; Ph.D. Tkachenko Nikita Vladimirovich, mladší výzkumník SINP MSU, tel. 939-49-07, e-mail:

3. Experimentální studium nanostruktur, magnetických materiálů a tenkých povrchových vrstev konverzní Mössbauerovou spektroskopií

4. Supravodivé tunelovací detektory

5. Vývoj a experimentální studie nové kryogenní detektory jaderného záření

Hlava: d.f.-m.s. Andrianov Viktor Alexandrovič vědecký spolupracovník SINP MSU, e-mail:

6. Nukleární medicína a biologie

Vedoucí: Profesor Yuminov Oleg Arkadyevich, Vedoucí. vědecký spolupracovník SINP MSU, tel..fyz.-math.sci. Platonov Sergey Yuryevich, profesor katedry a Ved. vědecký spolupracovník SINP MSU, tel..fyz.-math.sci. Eremenko Dmitrij Olegovič, profesor katedry a vedoucí. oddělení SINP MSU, tel. 939-24-65, e-mail:

7. Studium vlivu simulovaných faktorů hlubokého vesmíru na lidský organismus

vedoucí oddělení
Profesor Denisov Viktor Ivanovič

Katedra fyziky vysokých energií byla založena v roce 1970 z iniciativy akademika S.N. Vernová. Od založení až do současnosti vede katedru trvale akademik Anatolij Alekseevič Logunov. Oddělení bylo vytvořeno jako výcviková základnaškolení vysoce kvalifikovaných odborníků pro Ústav fyziky vysokých energií (IHEP) v Protvinu a další výzkumné ústavy podobného profilu. Hlavní vědeckou základnou katedry se stal IHEP. Vztah katedry a IHEP byl nejtěsnější: studenti 5.–6. ročníku trávili většinu studijního času v Protvinu, kde pracovali v laboratořích, navštěvovali speciální kurzy a dokončovali diplomové práce.

Vedoucí katedry kvantové teorie
a fyzika vysokých energií
Profesor V.I. Denisov

K významným změnám došlo v roce 1982, kdy po reorganizaci většina pracovníků katedry elektrodynamiky a kvantové teorie (jejíž původem byli tak významní vědci jako akademici L.D. Landau, M.A. Leontovich, A.S. Davydov, později zde působil akademik I.M. Lifshits) byla převedena na oddělení vedené A.A. Logunov. Aktualizované oddělení dostalo název Kvantová teorie a fyzika vysokých energií. Personální obsazení katedry se výrazně zvýšilo v roce 1992, kdy tak slavní vědci jako akademici V.G. Kadyshevsky, ředitel SÚJV (Dubna), V.A. Matveev, ředitel INR RAS (Troitsk), D.V. Širkova, což posílilo vztah katedry s ústavy Ruské akademie věd. Kromě výše uvedených ústavů měla katedra vždy úzký vztah s Ústavem jaderné fyziky Moskevské státní univerzity, kde byla katedra teoretické fyziky vysokých energií organizována z absolventů katedry. Růst počtu členů katedry byl provázen rozšiřováním vědeckých témat - katedra se stala obecně teoretickou.

Akademická práce

Zaměstnanci oddělení četli obecné kurzy přednášky: "Kvantová teorie" (6,7 semestrů, prof. Yu.M. Loskutov, prof. O.A. Khrustalev, prof. K.A. Sveshnikov, prof. P.K. Silaev), "Elektrodynamika" (5,6 semestrů, prof. V. I. Grigoriev, prof. V. I. Denisov, prof. A. A. Vlasov, docent V. S. Rostovský, docent A. R. Frenkin).

Na katedře jsou vyučovány tyto speciální předměty: "Teorie skupin" (prof. O.A. Khrustalev, prof. P.K. Silaev), "Kvantová teorie pole" (prof. D.A. Slavnov), "Teorie renormalizací a renormalizačních skupin" (prof. D.A. Slavnov), "Numerické metody v teoretická fyzika"(Prof. P.K. Silaev), "Úvod do fyziky elementárních částic" (akademik V.A. Matveev, docent K.V. Parfenov), "Dodatečné kapitoly klasické elektrodynamiky" (prof. A.A. Vlasov), "Úvod do teorie gravitace" (prof. V.I. Denisov), "Teorie gravitačního pole" (prof. Yu.M. Loskutov), " Moderní metody Kvantová teorie pole“ (akademik D.V. Shirkov), „Nelineární kvantová teorie pole“ (docent M.V. Chichikina), „Dynamické rovnice v kvantové teorii pole“ (prof. V.I. Savrin), „Teorie kalibračních polí“ (prof. Yu.S. Vernov), "Systémy a subsystémy v kvantová mechanika"(Prof. O.A. Khrustalev), "Fyzika kvantových počítačů" (doc. O.D. Timofeevskaya), "Solitony, instantony, skyrmiony a kvarkové vaky" (prof. K.A. Sveshnikov).

Katedra má původní praktika: "Počítačové výpočty v teoretické fyzice", "Jazyk analytických výpočetních systémů REDUCE", praktikum z předmětu "Numerické metody v teoretické fyzice" (vedoucí praktika je vědecký pracovník V.A. Ilyina).

Vědecká práce

Oddělení je Vědecký výzkum v těchto hlavních oblastech:

Relativistická teorie gravitace (školitel - akademik A.A. Logunov).
Hledání a studium nových nelineárních a kvantových jevů v gravitaci, kosmologii, fyzice částic a stavu vakua (školitel - akademik A.A. Logunov).
Problémy kvantové teorie pole (školitel - akademik DV Širkov).
Účinky nelineární vakuové elektrodynamiky a jejich projevy v laboratorních a astrofyzikálních podmínkách (školitel - prof. V.I. Denisov).
Studium gravitačních účinků (školitel - prof. Yu.M. Loskutov).
Nelineární efekty v kvantové teorii pole, kvantové počítače, kvantová kryptografie (školitel - prof. OA Khrustalev).
Problémy kvantově mechanické teorie měření (školitel - Prof. D.A. Slavnov).
Chirální kvark-mezonové modely nízkoenergetického baryonového stavu (školitel - prof. K.A. Sveshnikov).
Teorie baroelektrických a baromagnetických jevů (školitel - prof. V.I. Grigorjev).

Pracovníci katedry dosáhli významných vědeckých výsledků:

Akademik A.A. Logunov zásadním způsobem přispěl k rozvoji kvantové teorie pole, zdůvodnění a aplikaci disperzních vztahů, k vytvoření metody renormalizačních grup, která našla uplatnění při řešení široké škály problémů. Založil přísné asymptotické teorémy pro chování charakteristik silné interakce při vysokých energiích. Nabídl se nový přístup ke studiu více procesů, které se ukázaly jako nejadekvátnější kompozitní struktuře částic a umožnily objevit na urychlovači Ústavu fyziky vysokých energií novou nejdůležitější zákonitost mikrosvěta - invarianci měřítka.
Rozvíjení myšlenek Poincarého, Minkowského, Einsteina a Hilberta, akademik A.A. Logunov vytvořil konzistentní relativistickou teorii gravitace (RTG), která v plném souladu se všemi experimentálními fakty eliminovala zásadní obtíže obecná teorie relativita. V RTG je jediným časoprostorovým kontinuem pro všechna pole, včetně gravitačního, pseudoeuklidovský Minkowského prostor a zdrojem gravitačního pole je konzervovaný tenzor energie a hybnosti hmoty, včetně samotného gravitačního pole. Tento přístup umožňuje jednoznačně konstruovat teorii gravitace jako kalibrační teorii, ve které má gravitační pole spiny 2 a 0 a je fyzikálním polem v duchu Faradaye-Maxwella, a proto je možná lokalizace gravitační energie. je zachován koncept inerciálního souřadnicového systému a jsou přísně dodržovány zákony zachování energie-hybnosti a moment hybnosti. V tomto případě díky univerzálnosti gravitace a tenzorové povaze gravitačního pole nutně vzniká efektivní pole Riemannův prostor. Rovnice gravitačního pole v RTG obsahují explicitně metrický Minkowského tenzor a gravitační pole se stává masivním. Hmotnost gravitonu je extrémně malá, ale její přítomnost je zásadní, protože díky přítomnosti hmotnostních členů v RTG je vždy možné jednoznačně oddělit síly setrvačnosti od sil gravitace. Teorie jednoznačně vysvětluje výsledky všech gravitačních účinků v Sluneční Soustava. V RTG se nejúplněji projevila vlastnost gravitačního pole: svým působením nejen zpomaluje běh času, ale také zastavuje proces dilatace času, a tím i proces stlačování hmoty. K dispozici je také nová vlastnost „samolimitující pole“, která hraje důležitá role v mechanismu gravitačního kolapsu a evoluce Vesmíru. Zejména „černé díry“ jsou nemožné: kolabující hvězda nemůže uniknout pod svým gravitačním poloměrem; vývoj homogenního a izotropního vesmíru jde cyklicky od určité maximální hustoty k minimální hustotě a hustota hmoty zůstává vždy konečná a stav bodu velký třesk není dosaženo. Vesmír je přitom nekonečný a „plochý“ a nachází se v něm velká skrytá masa „temné hmoty“.
Profesor Yu.M. Loskutov předpokládají se účinky: depolarizace Čerenkovova záření blízko prahu; spontánní radiační polarizace elektronů v magnetickém poli; indukovaná polarizace fermionů v magnetickém poli; asymetrie úhlového rozložení neutrin generovaných v magnetickém poli a možnost samourychlení neutronové hvězdy. Byl vytvořen aparát kvantové elektrodynamiky v silném magnetickém poli a byla předpovězena řada efektů (fúze a štěpení fotonů, modifikace Coulombova zákona atd.). Byla navržena a implementována hypotéza o gravisweak interakcích porušujících náboj a paritu prostoru; předpovídá se gravitační rotace roviny polarizace elektromagnetického záření.
Profesor O.A. Chrustalev Na základě obecných principů lokální teorie pole byla předpovězena řada asymptotických vztahů mezi interakčními průřezy hadronů při vysokých energiích. Je vypracován pravděpodobnostní popis rozptylu při vysokých energiích. Je vyvinuto schéma pro popis kvantových polí na pozadí klasických polí, které splňuje požadované zákony zachování. Byl vytvořen aparát podmíněné matice hustoty, který konzistentně popisuje chování subsystémů ve velkém systému.

Profesoři katedry

Katedra fyziky vysokých energií a elementárních částic existuje již více než 40 let. Vytvořil ji profesor Ju.V.Novozhilov pod přímým dohledem akademika Vladimira Alexandroviče Focka, zakladatele petrohradsko-leningradské školy teoretické fyziky. Tato škola je známá po celém světě pod jmény jako A.A. Fridman, G.A. Gamov, L.D. Landau, V.N. Gribov a další.

Člověka vždy zajímaly dvě otázky: jaké jsou nejmenší částice, z nichž se tvoří veškerá hmota, včetně člověka samotného, a jak funguje Vesmír, jehož je on sám součástí. Pohybujíc se ve svých znalostech těmito dvěma opačnými směry, člověk na jedné straně, pohybující se po schodech dolů (molekuly atomové jádro, protony, neutronové kvarky, gluony), došel k pochopení procesů probíhajících na ultramalých vzdálenostech, a na straně druhé. ruka, pohybující se po schodech (planeta sluneční soustava galaxie), dospěl k pochopení struktury vesmíru jako celku.

Zároveň se ukázalo, že Vesmír nemůže být stabilní a byla získána experimentální fakta potvrzující, že asi před 10 miliardami let měl celý Vesmír, v době svého vzniku v důsledku velkého třesku, sám mikroskopické rozměry. K analýze procesu jeho vývoje v této rané fázi jsou zároveň potřeba znalosti o mikrokosmu získané experimenty na moderních urychlovačích částic. Navíc, čím větší energie se částice srazily na urychlovači, tím kratší jsou vzdálenosti, na které lze chování hmoty studovat, a tím dřívější je okamžik, od kterého můžeme sledovat vývoj vesmíru. Tak se spojil výzkum mikro- a makrokosmu.

Ještě před 50 lety se věřilo, že veškerá hmota se skládá z atomů a ty jsou zase složeny ze tří základních částic kladně nabitých protonů a elektricky neutrálních neutronů, které tvoří centrální jádro, a záporně nabitých elektronů obíhajících kolem jádra.

Nyní bylo zjištěno, že protony a neutrony jsou vytvořeny z ještě „základnějších“ kvarků objektů. Šest typů kvarků spolu se šesti leptony (elektron, mion, tau a tři odpovídající neutrina) a čtyřmi středními vektorovými bosony slouží jako stavební kameny, ze kterých je postavena veškerá hmota ve vesmíru.

Fyzika vysokých energií a elementárních částic a studuje vlastnosti a chování těchto základních složek hmoty. Jejich vlastnosti se projevují ve čtyřech známých interakcích gravitační, slabá jaderná, elektromagnetická, silná jaderná. Podle moderní nápady slabé jaderné a elektromagnetické interakce jsou dva různé projevy stejného typu interakce elektroslabé. Fyzici doufají, že v blízké budoucnosti bude tato interakce zahrnuta do Velké sjednocené teorie spolu se silnou jadernou a možná spolu s gravitační do Sjednocené teorie interakce.

Pro studium fundamentálních částic a jejich interakcí je nutné sestrojit obří urychlovače (zařízení, ve kterých jsou elementární částice urychlovány na rychlosti blízké rychlosti světla a následně se navzájem srážejí). Pro jejich obrovskou velikost (desítky kilometrů) se boostery staví v podzemních tunelech. Nejvýkonnější urychlovače jsou provozovány nebo stavěny v laboratořích CERN (Ženeva, Švýcarsko), Fermilab (Chicago, USA), DESY (Hamburg, Německo), SLAC (Kalifornie, USA).

V současné době Evropské centrum pro jaderný výzkum (CERN) ve švýcarské Ženevě v plném proudu buduje nejvýkonnější urychlovač elementárních částice LHC(Large Hadron Collider), schopný urychlovat nejen elementární částice (protony), ale i atomová jádra. Očekává se, že při srážce jader olova urychlených na supervysoké energie bude tento urychlovač schopen získat nový stav hmoty kvark-gluonové plazma, ve kterém se spojí kvarky a gluony, základní prvky protonů a neutronů kolidujících jader. spolu. Z hlediska analýzy vývoje Vesmíru byl takový stav hmoty ve fázi, která existovala přibližně 10 mikrosekund po „Velkém třesku“.

Pro detekci známek vzniku kvark-gluonového plazmatu při srážce jader olova se na urychlovači LHC staví obrovské experimentální zařízení a plánuje se na něm provést speciální experiment ALICE (A Large Ion Collision Experiment). Katedra fyziky vysokých energií a elementárních částic se podílí na přípravě experimentu ALICE v CERNu a vývoji jeho výzkumného programu fyziky.

Fyzika vysokých energií a elementárních částic dává člověku nejen možnost poznat svět kolem sebe, ale přispívá i k rozvoji a zavádění nejmodernějších technologií. Na přípravě a provádění experimentů ve fyzice vysokých energií se obvykle podílejí stovky vědců, inženýrů, specialistů v oblasti elektroniky, materiálových věd a zejména výpočetní techniky. Potřebná rychlost sběru a zpracování informací v procesu srážky částic o vysokých energiích přesahuje všechny myslitelné meze. Prakticky veškerá moderní počítačová technologie se vyvinula především kvůli potřebám fyziky vysokých energií. Nejvýznamnějším úspěchem v této oblasti pro minulé roky bylo vytvoření World Wide Web. různé země pracuje v oboru fyziky elementárních částic. První WWW servery v St. Petersburgu byly spuštěny na Fyzikální fakultě St. Petersburgské státní univerzity, ve Výzkumném ústavu fyziky St. Petersburgské státní univerzity a na Petrohradském institutu jaderné fyziky v Gatčině.

S rozvojem metod kvantové teorie pole, hlavního matematického aparátu teorie elementárních částic, se ukázalo, že je lze s velkým úspěchem použít i v jiných oblastech teoretické fyziky. V důsledku toho se spolu s pokračujícím výzkumem v oblasti moderní teorie elementárních částic, který je na katedře prioritou, objevily nové směry. Nový matematické metody teorie kvantové symetrie a nekomutativních prostorů. Metody funkční integrace, Feynmanovy diagramy a teorie renormalizací jsou v poslední době aktivně využívány v teorii kritických jevů (teorie fázových přechodů) a teorii hydrodynamické turbulence.

V posledních letech byly nalezeny zcela nečekané aplikace pro metody kvantové teorie pole, které mají na první pohled do teoretické fyziky v jejím tradičním smyslu dost daleko. Zejména teorie samoorganizující se kritičnosti, ekonomická fyzika, teorie neuronové sítě, ve kterém jsou modelovány nejuniverzálnější mechanismy sebeorganizace komplexní systémy založené na elementárních představách o povaze interakce jejich složek. Zkušenosti se studiem modelů tohoto typu nashromážděné v oblasti kvantové teorie pole a statistické fyziky, stejně jako využití počítačových experimentů, umožňují získat zajímavé kvantitativní výsledky v ekonomii, neurofyziologii a biologii.

Katedra fyziky vysokých energií a elementárních částic každoročně absolvuje až 10 odborníků v rámci programu "Teorie interakce elementárních částic a kvantová teorie pole". Pedagogický a vědecký personál katedry tvoří 14 lékařů a 7 kandidátů věd (na katedře nejsou zaměstnanci bez vědeckých hodností). Zakladatel oddělení Yu.V. Novozhilov a vedoucí oddělení M.A.Braun mají čestné tituly Ctěný pracovník vědy, několik zaměstnanců v různé roky byli oceněni univerzitními cenami a také titulem Soros Profesor.

Všichni členové katedry mají rozsáhlé spojení se zahraničními kolegy z univerzit v Německu, Francii, Itálii, Španělsku, Švýcarsku, USA atd. a pravidelně jezdí na služební cesty za společným výzkumem. Práce pracovníků katedry mají prioritní charakter a jsou aktivně citovány ve světových vědeckých periodikách. Téměř všichni zaměstnanci katedry pracují s podporou grantů Ruské nadace základní výzkum, někteří zaměstnanci mají finance ze zahraničních fondů INTAS, NATO, DAAD, CRDF, INFN atd.

Absolventi katedry získávají široké vzdělání v teoretické a matematické fyzice splňující nejvyšší mezinárodní standardy. Někteří studenti dostávají, spolu s magisterským titulem z Petrohradské univerzity, tituly ze zahraničních vyšších vědeckých institucí (například Ecole Politechnique). Po ukončení studia mají absolventi dostatek příležitostí se dále vzdělávat a vědecká činnost jak v Rusku, tak v zahraničí. Nejméně polovina absolventů zpravidla zůstává v postgraduálním studiu na katedře, někteří absolventi jsou přijímáni do ústavů Ruské akademie věd (Petrohradský institut jaderné fyziky, St.

Katedra fyziky vysokých energií byla založena v roce 1970 z iniciativy akademika S.N. Vernová. Od založení až do současnosti vede katedru trvale akademik Anatolij Alekseevič Logunov. Katedra vznikla jako školicí základna pro přípravu vysoce kvalifikovaných odborníků pro Ústav fyziky vysokých energií (IHEP) v Protvinu a další podobná výzkumná pracoviště. Hlavní vědeckou základnou katedry se stal IHEP. Vztah katedry a IHEP byl nejtěsnější: studenti 5.–6. ročníku trávili většinu studijního času v Protvinu, kde pracovali v laboratořích, navštěvovali speciální kurzy a dokončovali diplomové práce.

Akademická práce

Pracovníci katedry čtou obecné kurzy přednášek: "Kvantová teorie" (6,7 semestru, prof. Yu.M. Loskutov, prof. O.A. Khrustalev, prof. K.A. Sveshnikov, prof. P.K. Silaev), "Elektrodynamika" (5,6 semestry, Prof. V.I. Grigoriev, Prof. V.I. Denisov, Prof. A. A. Vlasov, Assoc. Prof. V. S. Rostovský, Assoc. Prof. A. R. Frenkin).

Na katedře jsou vyučovány tyto speciální předměty: "Teorie skupin" (prof. O.A. Khrustalev, prof. P.K. Silaev), "Kvantová teorie pole" (prof. D.A. Slavnov), "Teorie renormalizací a renormalizačních skupin" (prof. D.A. Slavnov), "Numerické metody v teoretické fyzice" (prof. P.K. Silaev), "Úvod do fyziky elementárních částic" (akademik V.A. Matveev, docent K.V. Parfenov), "Dodatečné kapitoly klasické elektrodynamiky" (prof. A.A. Vlasov), "A.A. Vlasov". Úvod do teorie gravitace“ (prof. V.I. Denisov), „Teorie gravitačního pole“ (prof. Yu.M. Loskutov), „Moderní metody kvantové teorie pole“ (akademik D.V. Shirkov), „Nelineární kvantové Teorie pole“ (docent M.V. Chichikina), „Dynamické rovnice v kvantové teorii pole“ (prof. V.I. Savrin), „Teorie měřicích polí“ (prof. Yu.S. Vernov), „Systémy a subsystémy v kvantové mechanice“ ( Prof. O.A. Khrustalev), "Fyzika kvantových počítačů" (doc. O.D. Timofeevskaya), "Solitons, instantony, skyrmiony a kvarkové vaky" (prof. K.A. Sveshnikov).

Vědecká práce

Oddělení provádí vědecký výzkum v těchto hlavních oblastech:

Relativistická teorie gravitace (školitel - akademik A.A. Logunov).
Hledání a studium nových nelineárních a kvantových jevů v gravitaci, kosmologii, fyzice částic a stavu vakua (školitel - akademik A.A. Logunov).
Problémy kvantové teorie pole (školitel - akademik DV Širkov).
Účinky nelineární elektrodynamiky vakua a jejich projevy v laboratorních a astrofyzikálních podmínkách (školitel - prof. V.I. Denisov).
Studium gravitačních účinků (školitel - prof. Yu.M. Loskutov).
Nelineární efekty v kvantové teorii pole, kvantové počítače, kvantová kryptografie (školitel - prof. OA Khrustalev).
Problémy kvantově mechanické teorie měření (školitel - Prof. D.A. Slavnov).
Chirální kvark-mezonové modely nízkoenergetického baryonového stavu (školitel - prof. K.A. Sveshnikov).
Teorie baroelektrických a baromagnetických jevů (školitel - prof. V.I. Grigorjev).

Pracovníci katedry dosáhli významných vědeckých výsledků:

Akademik A.A. Logunov zásadním způsobem přispěl k rozvoji kvantové teorie pole, zdůvodnění a aplikaci disperzních vztahů a vytvoření metody renormalizačních grup, která našla uplatnění při řešení široké škály problémů. Založil přísné asymptotické teorémy pro chování charakteristik silné interakce při vysokých energiích. Navrhl nový přístup ke studiu více procesů, který se ukázal jako nejadekvátnější kompozitní struktuře částic a umožnil objevit na urychlovači Ústavu fyziky vysokých energií novou nejdůležitější zákonitost mikrosvěta. - invariance měřítka.
Rozvíjení myšlenek Poincarého, Minkowského, Einsteina a Hilberta, akademik A.A. Logunov vytvořil konzistentní relativistickou teorii gravitace (RTG), která v plném souladu se všemi experimentálními fakty eliminovala zásadní obtíže obecné teorie relativity. V RTG je jediným časoprostorovým kontinuem pro všechna pole, včetně gravitačního, pseudoeuklidovský Minkowského prostor a zdrojem gravitačního pole je konzervovaný tenzor energie a hybnosti hmoty, včetně samotného gravitačního pole. Tento přístup umožňuje jednoznačně konstruovat teorii gravitace jako kalibrační teorii, ve které má gravitační pole spiny 2 a 0 a je fyzikálním polem v duchu Faradaye-Maxwella, a proto je možná lokalizace gravitační energie. je zachován koncept inerciálního souřadnicového systému a jsou přísně dodržovány zákony zachování energie-hybnosti a moment hybnosti. V tomto případě díky univerzálnosti gravitace a tenzorové povaze gravitačního pole nutně vzniká efektivní pole Riemannův prostor. Rovnice gravitačního pole v RTG obsahují explicitně metrický Minkowského tenzor a gravitační pole se stává masivním. Hmotnost gravitonu je extrémně malá, ale její přítomnost je zásadní, protože díky přítomnosti hmotnostních členů v RTG je vždy možné jednoznačně oddělit síly setrvačnosti od sil gravitace. Teorie jednoznačně vysvětluje výsledky všech gravitačních efektů ve sluneční soustavě. V RTG se nejúplněji projevila vlastnost gravitačního pole: svým působením nejen zpomaluje běh času, ale také zastavuje proces dilatace času, a tím i proces stlačování hmoty. Objevila se také nová vlastnost „sebeomezení pole“, která hraje důležitou roli v mechanismu gravitačního kolapsu a evoluce Vesmíru. Zejména „černé díry“ jsou nemožné: kolabující hvězda nemůže uniknout pod svým gravitačním poloměrem; Vývoj homogenního a izotropního Vesmíru probíhá cyklicky od určité maximální hustoty k minimální a hustota hmoty zůstává vždy konečná a bodového stavu velkého třesku není dosaženo. Vesmír je přitom nekonečný a „plochý“ a nachází se v něm velká skrytá masa „temné hmoty“.
Profesor Yu.M. Loskutov předpověděl následující účinky: depolarizace Čerenkovova záření blízko prahu; spontánní radiační polarizace elektronů v magnetickém poli; indukovaná polarizace fermionů v magnetickém poli; asymetrie úhlového rozložení neutrin generovaných v magnetickém poli a možnost samourychlování neutronových hvězd. Byl vytvořen aparát kvantové elektrodynamiky v silném magnetickém poli a byla předpovězena řada efektů (fúze a štěpení fotonů, modifikace Coulombova zákona atd.). Byla navržena a implementována hypotéza o gravisweak interakcích porušujících náboj a paritu prostoru; předpovídá se gravitační rotace roviny polarizace elektromagnetického záření.
Profesor O.A. Chrustalev na základě obecných principů lokální teorie pole předpověděl řadu asymptotických vztahů mezi průřezy pro interakci hadronů při vysokých energiích. Je vypracován pravděpodobnostní popis rozptylu při vysokých energiích. Je vyvinuto schéma pro popis kvantových polí na pozadí klasických polí, které splňuje požadované zákony zachování. Byl vytvořen aparát podmíněné matice hustoty, který konzistentně popisuje chování subsystémů ve velkém systému.

Katedra se aktivně podílí na pořádání a vedení každoročních mezinárodních seminářů k problémům kvantové teorie pole a teorie gravitace na IHEP - Protvino. Zaměstnanci, postgraduální studenti a studenti katedry spolu s hlavními zaměstnanci ústavu teoretické problémy jejich mikrosvět. N.N. Moskevská státní univerzita Bogolyubova tvoří základ přední vědecké školy Ruské federace „Vývoj metod teorie pole v částicové fyzice, gravitaci a kosmologii“, jejímž školitelem je akademik A.A. Logunov.

O profesorech katedry

Akademická práce

Vědecká práce

Pracovníci katedry dosáhli významných vědeckých výsledků:

Mohlo by vás zajímat