Katedra fyziky vysokých energií a elementárnych častíc. Katedra fyziky vysokých energií a elementárnych častíc Katedra kvantovej teórie a fyziky vysokých energií

O profesoroch katedry

Lifshits Iľja Michajlovič(13.1.1917, Charkov - 23.10.1982, Moskva, pochovaný na Troekurovskom cintoríne). Teoretický fyzik. Absolvoval fyzikálno-matematickú fakultu Charkovskej univerzity (1936).

Kandidát fyzikálnych a matematických vied (1939). Doktor fyzikálnych a matematických vied (1941). Profesor Katedry kvantovej teórie (1964-1977) a Katedry fyziky nízkych teplôt (1978-1982) Fyzikálnej fakulty Moskovskej štátnej univerzity. V roku 1964 na pozvanie rektora Moskovskej štátnej univerzity I.G. Petrovský zorganizoval na Fyzikálnej fakulte Moskovskej štátnej univerzity špecializáciu „Teória pevné telo"a viedol ju do roku 1982. Prednášal: "Kvantová teória pevných látok", "Fyzikálna kinetika", "Teória polymérnych reťazcov", "Kvantová teória neusporiadaných systémov" atď. Viedol vedecký seminár "Teória pevných látok". Akademik Akadémie vied ZSSR (1970) Akademik Akadémie vied Ukrajinskej SSR (1967) Predseda Vedeckej rady Akadémie vied ZSSR pre teóriu pevných látok (1961-1982) Čestný člen Trinity College, Cambridge Univerzita (1962) Zahraničný člen Americkej akadémie vied (1982) Člen redakčných rád viacerých vedeckých časopisov: 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.

Vyznamenaný Rádom Červeného praporu práce (1975) a medailami. Ocenený ich. L.I. Mandelstam z Akadémie vied ZSSR (1952), cena F. Simona Anglickej kráľovskej fyzikálnej spoločnosti (1962). Laureát Leninovej ceny (1967).

Výskumné záujmy: teória skutočných neideálnych kryštálov; elektronická teória kovov; kvantové kvapaliny a kvantové kryštály; fyzika polymérov a biopolymérov; teória neusporiadaných systémov. Vytvoril dynamickú teóriu skutočných kryštálov, predpovedal existenciu lokálnych a kvázi lokálnych frekvencií. Jeden zo zakladateľov modernej kvantovej teórie pevných látok. Vlastní myšlienku obnovenia energetického spektra pevných látok z experimentálnych údajov na základe konceptu kvázičastíc - bozónov a fermiónov. Ukázal, že obnovenie Boseho vetiev spektra je možné nielen tradičným spôsobom (nepružným rozptylom neutrónov), ale aj teplotnou závislosťou termodynamických charakteristík. Obnova Fermiho pobočiek spektra kovov bola dosiahnutá vďaka tvorbe ním a jeho spolupracovníkmi moderná forma elektronická teória kovov. Vyvinul geometrický jazyk bežne používaný vo fyzike kovov. Vybudoval teóriu elektronického spektra neusporiadaných systémov. Významne prispel k teórii fázových prechodov. Sformuloval základné pojmy kinetiky fázových prechodov prvého a druhého druhu a vytvoril teóriu nukleácie. Predpovedal elektronické topologické prechody 2,5 druhu v kovoch. Autor priekopníckych prác o štatistickej fyzike polymérov. Vytvoril teóriu prechodov typu špirála-globula v polymérnych a biopolymérnych systémoch.

Predmet dizertačnej práce: "K teórii tuhých roztokov". Predmet doktorandskej dizertačnej práce: "Optické správanie nedokonalých kryštálov v infračervenej oblasti".

Pripravených viac ako 60 kandidátov a doktorov vied. Publikoval okolo 250 vedeckých prác.

Hlavné diela:

"O anomáliách v elektronických charakteristikách kovu v oblasti vysokých tlakov" (JETF, 1960, 38 (5), 1569-1576).
"O štruktúre energetického spektra a kvantových stavoch neusporiadaných kondenzovaných systémov. (UFN, 1964, 83 (4), 617-663).
"Niektoré problémy štatistickej teórie biopolymérov" (JETP, 1968, 55 (6), 2408-2422).
"Vybrané práce. Fyzika skutočných kryštálov a neusporiadaných systémov" (Moskva: Nauka, 1987, 551 s.).
„Vybrané diela. Elektronická teória kovy. Fyzika polymérov a biopolymérov“ (M.: Nauka, 1994, 442 s.).

Katedra fyziky atómové jadro a Quantum Collision Theory pripravuje odborníkov (experimentátorov aj teoretikov) na prácu v týchto hlavných oblastiach: fyzika vysokých energií a fyzika elementárnych častíc, fyzika atómového jadra a jadrových reakcií, fyzika nanoštruktúr, aplikovaná jadrová fyzika a nukleárna medicína. V najväčšom pracujú študenti, absolventi a absolventi katedry vedeckých experimentov. Napríklad vo všetkých spoluprácach na Large Alron Collider v CERN (ATLAS, CMS, LHCb, ALICE), v zariadeniach D0 a RHIC (USA), v projekte NICA (JINR, Rusko), v ELISe, A2, ZEUS a FAIR experiments (Nemecko), v experimente GRAAL (Francúzsko), v Národnom výskumnom centre INFN (Taliansko), na Stanfordskej univerzite (USA), v LAN (Los Alamos, USA), v nemeckých výskumných centrách DESY a GSI, vo výskumných tímoch spojených s tvorbou urýchľovačov novej generácie ILC a CLIC.

Študenti a postgraduálni študenti katedry majú jedinečné možnosti zúčastniť sa rôznych medzinárodných a ruských vedeckých škôl, seminárov, konferencií ako sú letné školy pre študentov a mladých vedcov CERN, Fermilab, DESY, GSI, QFTHEP medzinárodné workshopy, semináre pre mladé talenty organizované nadácia „Dynastia“ a mnoho ďalších vedeckých podujatí.

Katedra atómovej jadrovej fyziky a teórie kvantových zrážok siaha svoju históriu až k prvej na Moskovskej štátnej univerzite a jednej z prvých jadrových katedier na svete – Katedre atómového jadra a rádioaktivity, ktorá začala svoju činnosť v roku 1940 pod vedením akademika D.V. Skobeltsyn. Katedra je priamym pokračovateľom Katedry jadrovej spektroskopie (vedúci L.V. Groshev) a Katedry teoretickej jadrovej fyziky (vedúci D.I. Blokhintsev). V rokoch 1971 až 1991 profesor A.F. Tulinov je vynikajúci experimentálny fyzik, jeden z autorov objavu tieňového efektu, zakladateľ množstva nových smerov v oblasti štúdia vlastností kryštalických telies pomocou zväzkov nabitých častíc. Od roku 1991 do roku 2007 bol vedúcim katedry profesor V.V. Balashov je známy teoretický fyzik v oblasti teórie atómového jadra a jadrových reakcií, kvantovej teórie rozptylu stredných a vysokých energií a vynikajúci učiteľ. V roku 1998 dostala katedra nový názov „Katedra atómovej jadrovej fyziky a teórie kvantových zrážok“. Od roku 2009 sa vedúcim Katedry teoretickej fyziky vysokých energií stal od roku 2009 zástupca riaditeľa SINP MsÚ profesor V.I.Savrin, ktorý výrazne prispel k relativistickej teórii matice hustoty a teórii viazaných stavov. oddelenie.

V súčasnosti katedru vyučujú pracovníci poprednej ruštiny vedeckých centier: SINP MGU (Moskva), IHEP (Protvino), INR RAS (Moskva), JINR (Dubna). Medzi nimi sú akademik Ruskej akadémie vied, člen korešpondent Ruskej akadémie vied, profesori, lekári a kandidáti fyziky a matematiky. vedy. Vysoké percento aktívne pracujúcich vedcov je jednou z charakteristických čŕt katedry, jej vizitka. Sylabus Katedra zahŕňa tieto kurzy (zoznam sa môže v priebehu niekoľkých rokov mierne zmeniť):

Interakcia častíc a žiarenia s hmotou (doc. Kuzakov K.A.)
Experimentálne metódy jadrovej fyziky (profesor Platonov S.Yu.)
Teória kvantovej kolízie (docent Kuzakov K.A.)
Kinematika elementárnych procesov (doc. Strokovský E.A.)
Vysokoenergetické detektory častíc (akademik Denisov S.P.)
Experimentálne metódy vo fyzike vysokých energií (zodpovedajúci člen Obraztsov V.F.)
Teória skupín v časticovej a jadrovej fyzike (doc. Volobuev I.P.)
Fyzika atómového jadra (štruktúra jadra) (profesor Eremenko D.O.)
Kvantová elektrodynamika (doc. Nikitin N.V.)
Úvod do fyziky elementárnych častíc (profesor Arbuzov B.A.)
fyzika elektromagnetické interakcie(Profesor Nedorezov V.G.)
Vybrané otázky kvantovej chromodynamiky (QCD) (doc. Snigirev A.M.)
Štandardný model a jeho rozšírenia (Professor Boos E.E.)
Jadrové reakcie (profesor Eremenko D.O.)
Jadrová fyzika ťažkých iónov (profesor Eremenko D.O.)
Hadrónová spektroskopia (Ph.D. Obukhovsky I.T.)
Elektronika vo fyzike vysokých energií (profesor Basiladze S.G.)
Vybrané otázky teórie rozptylu (profesor Blokhintsev L.D.)
Časticová fyzika na urýchľovačoch (doc. Dubinin M.N.)
Fyzika jadrového štiepenia (profesor Platonov S.Yu.)
Matica hustoty (docent Nikitin N.V.)
Fyzika zrážok relativistických jadier (profesor V.L. Korotkikh)

Stanovisko katedry spočíva v tom, že študent a jeho školiteľ majú možnosť vybrať si tie špeciálne kurzy, ktoré najviac vyhovujú jeho potrebám. vedecké záujmy. Preto počet špeciálnych kurzov ponúkaných študentom na katedre presahuje povinný počet absolvovaných predmetov stanovený oficiálnym učebným plánom.

Pracovníci katedry vedú a podporujú špeciálny jadrový workshop Katedry jadrovej fyziky (NF). Tento workshop momentálne zahŕňa 9 laboratórne práce určené na oboznámenie študentov so základmi moderných techník experimentálnej jadrovej fyziky. Ciele workshopu úzko súvisia tak s prednáškovými kurzami všeobecnej jadrovej fyziky, ako aj so systémom špeciálnych kurzov vytvorených na väčšine katedier jadrovej fyziky.

Unikátna je teoretická dielňa, ktorú vyvinul profesor V.V. Balashov v polovici 60. rokov 20. storočia. Na workshope si študenti osvoja počítačové zručnosti potrebné v denná práca teoretickej fyziky. V súčasnosti tento workshop podporujú, rozvíjajú a zdokonaľujú pracovníci katedry a početní študenti V.V.Balašova.

Hlavné vedecké smery katedry sú uvedené nižšie. Ak sa vám niektorý smer zdal zaujímavý, vždy sa môžete obrátiť na vedúceho tohto smeru pomocou kontaktných informácií dostupných na stránke a zistiť všetky podrobnosti, ktoré vás zaujímajú. Zamestnanci a učitelia katedry vždy radi odpovedia na vaše otázky.

I. Experimenty v oblasti fyziky vysokých energií

1. Výskum vlastností t-kvarku a fyzika mimo rámca Štandardného modelu pri zrážkach elementárnych častíc a jadier na moderných vysokoenergetických urýchľovačoch.

Experimenty sa uskutočňujú v laboratóriách CERN (Švajčiarsko), DESY (Nemecko), FNAL (USA), Inštitútu fyziky vysokých energií (Protvino, Rusko), JINR (Dubna, Rusko).

Vedúci: Profesor Eduard Ernstovich Boos, vedúci. Katedra SINP MsÚ, e-mail:

2. Vývoj nových metód na detekciu častíc a meranie ich charakteristík.

Experimenty sa vykonávajú v laboratóriách CERN (Švajčiarsko), FNAL (USA) a Inštitútu pre fyziku vysokých energií (Protvino, Rusko).

Školiteľ: Akademik Ruskej akadémie vied, profesor Sergej Petrovič Denisov, vedúci. Laboratóriá IHEP (Protvino), e-mail: [e-mail chránený]

3. Štúdium extrémne zriedkavých rozpadov krásnych častíc a fyziky mimo rámca Štandardného modelu v zariadení LHCb Veľkého hadrónového urýchľovača.

Experiment prebieha v CERN (Švajčiarsko).

[e-mail chránený]

4. Interakcie jadro-jadro pri relativistických energiách

Výskum na urýchľovačoch RHIC (USA) a LHC (CERN).

Školiteľ: Profesor Korotkikh Vladimir Leonidovič, e-mail:

5. Štúdium elektromagnetických interakcií hadrónov a jadier

Práca sa vykonáva v INR RAS spolu s poprednými európskymi centrami pre štúdium elektromagnetických interakcií jadier (spolupráca GRAAL, Grenoble (Francúzsko), ELISe, Darmstadt, A2, Mainz, Nemecko).

Školiteľ: Profesor Nedorezov Vladimir Georgievich, vedúci. Laboratórium INR RAS, e-mail: [e-mail chránený]

6. Štúdium úlohy podivných kvarkov v štruktúre nukleónov a jadier

Experiment je realizovaný na magnetickom spektrometri NIS-GIBS (JINR, Dubna).

Hlava: d.f.-m.s. Strokovský Evgeny Afanasevich Katedra LHE SÚJV (Dubna, e-mail: [e-mail chránený]

7. Hľadajte novú fyziku v rozpadoch kaonu

Experimenty sa vykonávajú na rôznych zariadeniach, ktoré pracujú na urýchľovači U-70 (IHEP, Protvino).

Vedúci: člen korešpondent RAS, profesor Obrazcov Vladimir Fedorovič, Ch. vedecký spolupracovník IHEP (Protvino), e-mail: [e-mail chránený]

II. Experimenty v oblasti jadrovej štruktúry a jadrových reakcií

8. Jadrové reakcie s ťažkými iónmi, štiepna fyzika

Vedúci: profesor Yuminov Oleg Arkadyevich, vedúci fyziky a matematiky. vedy Platonov Sergey Yurievich, profesor katedry a Ved. vedecký spolupracovník SINP, e-mail:

9. Štúdium jednočasticových charakteristík jadier a rozptylu nabitých častíc nízkych a stredných energií atómovými jadrami.

Hlava: Cand. Fyzikálna matematika Vedy Bespalova Oľga Viktorovna, star. vedecký spolupracovník SINP MsÚ, 19. bldg. SINP MsÚ, e-mail:

10. Skúmanie mechanizmov jadrových reakcií a štruktúry ľahkých jadier metódou uhlovej korelácie gama žiarenia a nabitých reakčných produktov.

Vedúci: Profesorka Zelenskaja Natalja Semjonovna, Ch. vedecký spolupracovník SINP MsÚ, e-mail: [e-mail chránený] laboratórium SINP MsÚ, e-mail:

III. Teoretické štúdie

1. Kvázipotenciálna metóda v relativistickej teórii viazaných stavov

Školiteľ: Profesor Savrin Viktor Ivanovič, vedúci. odbor a prednosta Katedra SINP MsÚ, e-mail:

2. Neporuchové efekty v kalibračných teóriách štandardného modelu

Školiteľ: Profesor Arbuzov Boris Andreevich, vedúci. vedecký spolupracovník SINP MsÚ, e-mail:

3. Teórie interakcií elementárnych častíc v časopriestore s ďalšími dimenziami

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

4. Fyzika na zrážačoch a kalibračné modely kvantovej teórie poľa

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

5. Rigidné procesy v kvantovej chromodynamike a diagnostike kvark-gluónovej hmoty

Hlava: d.f.-m.s. Snigirev Alexander Michajlovič vedecký spolupracovník SINP MsÚ, e-mail:

6. Zriedkavé rozpady očarujúcich a očarovaných častíc v štandardnom modeli a jeho rozšíreniach. Korelácie v relativistických systémoch.

Vedúci: Ph.D. Nikitin Nikolaj Viktorovič, docent katedry e-mail: [e-mail chránený]

7. Produkcia exotických hadrónov (dibaryónov a ľahkých skalárnych mezónov) pri jadrových zrážkach a štruktúra ľahkých jadier

Školiteľ: Profesor Kukulin Vladimir Iosifovič, vedúci. laboratórium SINP MsÚ, e-mail:

8. Kvantová teória sústav viacerých telies

Školiteľ: Profesor Blokhintsev Leonid Dmitrievich, Ch. vedecký spolupracovník SINP MsÚ, e-mail:

9. Interakcia a rozpad komplexných jadier

Hlava: d.f.-m.s. Eremenko Dmitrij Olegovič, profesor katedry a vedúci. vedecký spolupracovník SINP MsÚ, e-mail:

10. Kvantová teória zrážok rýchlych častíc s multielektrónovými systémami

Vedúci: docent Popov Jurij Vladimirovič, vedúci. laboratórium SINP MsÚ, e-mail: [e-mail chránený] webové stránky; Docent Kuzakov Konstantin Alekseevich, docent katedry, čl. vedecký spolupracovník SINP, e-mail:

IV. Výskum v príbuzných oblastiach

1. Interakcia rýchlo nabitých častíc s hmotou

Školiteľ: Profesor Čečenin Nikolaj Gavrilovič, vedúci. Katedra SINP MsÚ, e-mail:

2. Aplikácia experimentálne metódy jadrovej fyziky pre výskum v oblasti fyziky pevných látok, materiálovej vedy a nanotechnológie

Vedúci: profesor Borisov Anatolij Michajlovič, c. n. s. SINP MsÚ, e-mail: [e-mail chránený]; Ph.D. Tkachenko Nikita Vladimirovič, mladší výskumník SINP MsÚ, tel. 939-49-07, e-mail:

3. Experimentálne štúdium nanoštruktúr, magnetických materiálov a tenkých povrchových vrstiev konverznou Mössbauerovou spektroskopiou

4. Supravodivé tunelovacie detektory

5. Vývoj a experimentálne štúdie nové kryogénne detektory jadrového žiarenia

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

6. Nukleárna medicína a biológia

Vedúci: profesor Yuminov Oleg Arkadyevich, vedúci. vedecký spolupracovník SINP MsÚ, tel..fyz.-math.sci. Platonov Sergey Yuryevich, profesor katedry a Ved. vedecký spolupracovník SINP MsÚ, tel..fyz.-math.sci. Eremenko Dmitrij Olegovič, profesor katedry a vedúci. oddelenie SINP MsÚ, tel. 939-24-65, e-mail:

7. Štúdium vplyvu simulovaných faktorov hlbokého vesmíru na ľudský organizmus

vedúci oddelenia
Profesor Denisov Viktor Ivanovič

Katedra fyziky vysokých energií bola založená v roku 1970 z iniciatívy akademika S.N. Vernová. Od založenia až po súčasnosť katedru trvalo vedie akademik Anatolij Alekseevič Logunov. Oddelenie bolo vytvorené ako výcviková základňaškolenie vysokokvalifikovaných odborníkov pre Ústav fyziky vysokých energií (IHEP) v Protvine a ďalšie výskumné ústavy s podobným profilom. Hlavnou vedeckou základňou katedry sa stala IHEP. Vzťah medzi katedrou a ÚHEP bol najužší: študenti 5.-6. ročníka strávili väčšinu študijného času v Protvine, kde pracovali v laboratóriách, navštevovali špeciálne kurzy a dokončovali diplomové práce.

Vedúci katedry kvantovej teórie
a fyzika vysokých energií
Profesor V.I. Denisov

Významné zmeny nastali v roku 1982, keď po reorganizácii väčšina zamestnancov Katedry elektrodynamiky a kvantovej teórie (ktorého pôvodom boli takí významní vedci ako akademici L.D. Landau, M.A. Leontovich, A.S. Davydov, neskôr tam pôsobil akademik I.M. Lifshits) bol presunutý na oddelenie, ktoré vedie A.A. Logunov. Aktualizovaný odbor dostal názov Kvantová teória a fyzika vysokých energií. Počet zamestnancov katedry sa výrazne zvýšil v roku 1992, keď takí slávni vedci ako akademici V.G. Kadyshevsky, riaditeľ SÚJV (Dubna), V.A. Matveev, riaditeľ INR RAS (Troitsk), D.V. Širkovom, čím sa posilnil vzťah katedry s ústavmi Ruskej akadémie vied. Okrem vyššie spomínaných ústavov mala katedra vždy úzky vzťah s Ústavom jadrovej fyziky Moskovskej štátnej univerzity, kde bola z absolventov katedry organizovaná Katedra teoretickej fyziky vysokých energií. Rast počtu členov katedry bol sprevádzaný rozširovaním vedeckých tém - katedra sa stala všeobecne teoretickou.

Akademická práca

Pracovníci oddelenia čítali všeobecné kurzy prednášky: "Kvantová teória" (6,7 semestra, prof. Yu.M. Loskutov, prof. O.A. Khrustalev, prof. K.A. Sveshnikov, prof. P.K. Silaev), "Elektrodynamika" (5 , 6 semestrov, prof. V. I. Grigoriev, prof. V. I. Denisov, prof. A. A. Vlasov, docent V. S. Rostovský, docent A. R. Frenkin).

Na katedre sa vyučujú tieto špeciálne predmety: „Teória skupín“ (prof. O.A. Khrustalev, prof. P.K. Silaev), „Kvantová teória poľa“ (prof. D.A. Slavnov), „Teória renormalizácií a renormalizačných skupín“ (prof. D.A. Slavnov), „Numerické metódy v teoretickej fyziky"(Prof. P.K. Silaev), "Úvod do fyziky elementárnych častíc" (akademik V.A. Matveev, docent K.V. Parfenov), "Doplnkové kapitoly klasickej elektrodynamiky" (prof. A.A. Vlasov), "Úvod do teórie gravitácie" (prof. V.I. Denisov), "Teória gravitačného poľa" (prof. Yu.M. Loskutov), " Moderné metódy Kvantová teória poľa“ (akademik D.V. Shirkov), „Nelineárna teória kvantového poľa“ (doc. M.V. Chichikina), „Dynamické rovnice v teórii kvantového poľa“ (prof. V.I. Savrin), „Teória kalibračných polí“ (prof. Yu.S. Vernov), "Systémy a podsystémy v kvantová mechanika"(Prof. O.A. Khrustalev), "Fyzika kvantových počítačov" (doc. O.D. Timofeevskaya), "Solitóny, instantóny, skyrmióny a kvarkové vrecia" (prof. K.A. Sveshnikov).

Katedra má pôvodné praktiká: "Počítačové výpočty v teoretickej fyzike", "Jazyk analytických výpočtov REDUCE", praktikum z predmetu "Numerické metódy v teoretickej fyzike" (vedúcim praktika je vedecký pracovník V.A. Ilyina).

Vedecká práca

Oddelenie je Vedecký výskum v týchto hlavných oblastiach:

Relativistická teória gravitácie (školiteľ - akademik A.A. Logunov).
Hľadanie a štúdium nových nelineárnych a kvantových efektov v gravitácii, kozmológii, časticovej fyzike a stave vákua (školiteľ - akademik A.A. Logunov).
Problémy kvantovej teórie poľa (školiteľ - akademik DV Širkov).
Účinky nelineárnej elektrodynamiky vákua a ich prejavy v laboratórnych a astrofyzikálnych podmienkach (školiteľ - prof. V.I. Denisov).
Štúdium gravitačných účinkov (školiteľ - prof. Yu.M. Loskutov).
Nelineárne efekty v kvantovej teórii poľa, kvantové počítače, kvantová kryptografia (školiteľ - prof. OA Khrustalev).
Problémy kvantovej mechanickej teórie meraní (školiteľ - prof. D.A. Slavnov).
Chirálne kvark-mezónové modely nízkoenergetického baryónového stavu (školiteľ - prof. K.A. Sveshnikov).
Teória baroelektrických a baromagnetických javov (školiteľ - prof. V.I. Grigoriev).

Pracovníci katedry dosiahli významné vedecké výsledky:

Akademik A.A. Logunov zásadne prispel k rozvoju kvantovej teórie poľa, zdôvodneniu a aplikácii disperzných vzťahov, k vytvoreniu metódy renormalizačných skupín, ktorá našla uplatnenie pri riešení širokého spektra problémov. Zaviedol prísne asymptotické vety pre správanie charakteristík silnej interakcie pri vysokých energiách. Ponúkol sa nový prístup k štúdiu viacerých procesov, ktoré sa ukázali ako nanajvýš adekvátne zloženej štruktúre častíc a umožnili objaviť na urýchľovači Ústavu fyziky vysokých energií novú najdôležitejšiu zákonitosť mikrosveta - mierkovú invarianciu.
Rozvíjanie myšlienok Poincarého, Minkowského, Einsteina a Hilberta, akademik A.A. Logunov vytvoril konzistentnú relativistickú teóriu gravitácie (RTG), ktorá v plnom súlade so všetkými experimentálnymi faktami eliminovala zásadné ťažkosti všeobecná teória relativity. V RTG je jediným časopriestorovým kontinuom pre všetky polia, vrátane gravitačného, pseudoeuklidovský Minkowského priestor a zdrojom gravitačného poľa je konzervovaný tenzor energie a hybnosti hmoty, vrátane samotného gravitačného poľa. Tento prístup umožňuje jednoznačne skonštruovať teóriu gravitácie ako meraciu teóriu, v ktorej má gravitačné pole spiny 2 a 0 a je fyzikálnym poľom v duchu Faraday-Maxwella, a preto je možná lokalizácia gravitačnej energie. je zachovaná koncepcia inerciálneho súradnicového systému a prísne sa dodržiavajú zákony zachovania hybnosti energie a moment hybnosti. V tomto prípade kvôli univerzálnosti gravitácie a tenzorovej povahe gravitačného poľa nevyhnutne vzniká efektívne pole Riemannovho priestoru. Rovnice gravitačného poľa v RTG obsahujú explicitne metrický Minkowského tenzor a gravitačné pole sa stáva masívnym. Hmotnosť gravitónu je extrémne malá, ale jej prítomnosť je zásadná, pretože vďaka prítomnosti hmotnostných členov v RTG je vždy možné jednoznačne oddeliť sily zotrvačnosti od síl gravitácie. Teória jednoznačne vysvetľuje výsledky všetkých gravitačných účinkov v slnečná sústava. V RTG sa najplnšie prejavila vlastnosť gravitačného poľa: jeho pôsobením nielen spomaliť plynutie času, ale aj zastaviť proces dilatácie času, a tým aj proces stláčania hmoty. K dispozícii je tiež nová vlastnosť "field self-limiting", ktorá hrá dôležitá úloha v mechanizme gravitačného kolapsu a vývoja vesmíru. Najmä „čierne diery“ sú nemožné: kolabujúca hviezda nemôže uniknúť pod svojim gravitačným polomerom; vývoj homogénneho a izotropného vesmíru ide cyklicky od určitej maximálnej hustoty k minimálnej a hustota hmoty zostáva vždy konečná a stav bodu veľký tresk nie je dosiahnuté. Vesmír je zároveň nekonečný a „plochý“ a je v ňom skrytá veľká masa „temnej hmoty“.
Profesor Yu.M. Loskutov predpovedajú sa účinky: depolarizácia Čerenkovovho žiarenia blízko prahu; spontánna radiačná polarizácia elektrónov v magnetickom poli; indukovaná polarizácia fermiónov v magnetickom poli; asymetrie uhlovej distribúcie neutrín generovaných v magnetickom poli a možnosť samovoľného zrýchlenia neutrónové hviezdy. Bol vytvorený aparát kvantovej elektrodynamiky v silnom magnetickom poli a predpovedané množstvo efektov (fúzia a štiepenie fotónov, modifikácia Coulombovho zákona a pod.). Bola navrhnutá a implementovaná hypotéza o gravisweak interakciách porušujúcich náboj a paritu priestoru; predpovedá sa gravitačná rotácia roviny polarizácie elektromagnetického žiarenia.
Profesor O.A. Chrustalev Na základe všeobecných princípov lokálnej teórie poľa sa predpovedalo množstvo asymptotických vzťahov medzi interakčnými prierezmi hadrónov pri vysokých energiách. Je vypracovaný pravdepodobnostný popis rozptylu pri vysokých energiách. Je vyvinutá schéma opisu kvantových polí na pozadí klasických polí, ktorá spĺňa požadované zákony zachovania. Bol vytvorený aparát podmienenej matice hustoty, ktorý konzistentne popisuje správanie podsystémov vo veľkom systéme.

Profesori katedry

Katedra fyziky vysokých energií a elementárnych častíc existuje už viac ako 40 rokov. Vytvoril ju profesor Yu.V.Novozhilov pod priamym dohľadom akademika Vladimira Alexandroviča Focka, zakladateľa Petrohradsko-leningradskej školy teoretickej fyziky. Táto škola je známa po celom svete pod takými menami ako A.A. Fridman, G.A. Gamov, L.D. Landau, V.N. Gribov a ďalší.

Človeka vždy zaujímali dve otázky: aké sú najmenšie častice, z ktorých sa tvorí všetka hmota, vrátane človeka samotného, a ako funguje Vesmír, ktorého je on sám súčasťou. Pohybujúc sa vo svojich vedomostiach týmito dvoma opačnými smermi, človek na jednej strane postupujúc po schodoch (atóm molekuly, jadro protóny, neutróny kvarky, gluóny), pochopil procesy prebiehajúce na ultramalých vzdialenostiach a na druhej strane ruky, pohybujúce sa po schodoch (planéta galaxia slnečnej sústavy), dospel k pochopeniu štruktúry vesmíru ako celku.

Zároveň sa ukázalo, že vesmír nemôže byť stabilný a boli získané experimentálne fakty potvrdzujúce, že asi pred 10 miliardami rokov mal celý vesmír v čase svojho vzniku v dôsledku Veľkého tresku mikroskopické rozmery. Na analýzu procesu jeho vývoja v tomto ranom štádiu sú zároveň potrebné poznatky o mikrokozme, získané v experimentoch na moderných urýchľovačoch častíc. Navyše, čím väčšia energia častíc sa zrazila na urýchľovači, tým kratšie sú vzdialenosti, na ktorých je možné študovať správanie hmoty, a čím skôr môžeme sledovať vývoj vesmíru. Tak sa spojil výskum mikro- a makrokozmu.

Ešte pred 50 rokmi sa verilo, že všetka hmota pozostáva z atómov a tie sú zase postavené z troch základných častíc kladne nabitých protónov a elektricky neutrálnych neutrónov, ktoré tvoria centrálne jadro, a záporne nabitých elektrónov obiehajúcich okolo jadra.

Teraz sa zistilo, že protóny a neutróny sú postavené z ešte „základnejších“ kvarkov objektov. Šesť typov kvarkov spolu so šiestimi leptónmi (elektrón, mión, tau a tri zodpovedajúce neutrína) a štyri stredné vektorové bozóny slúžia ako stavebné kamene, z ktorých je postavená všetka hmota vo vesmíre.

Fyzika vysokých energií a elementárnych častíc a študuje vlastnosti a správanie týchto základných zložiek hmoty. Ich vlastnosti sa prejavujú v štyroch známych interakciách gravitačná, slabá jadrová, elektromagnetická, silná jadrová. Autor: moderné nápady slabé jadrové a elektromagnetické interakcie sú dva rôzne prejavy rovnakého typu interakcie elektroslabé. Fyzici dúfajú, že v blízkej budúcnosti bude táto interakcia zahrnutá do Veľkej zjednotenej teórie spolu so silnou jadrovou a možno aj spolu s gravitačnou do zjednotenej teórie interakcie.

Na štúdium základných častíc a ich interakcií je potrebné postaviť obrie urýchľovače (zariadenia, v ktorých sa elementárne častice urýchľujú na rýchlosť blízku rýchlosti svetla a potom sa navzájom zrážajú). Pre ich obrovskú veľkosť (desiatky kilometrov) sa boostery stavajú v podzemných tuneloch. Najvýkonnejšie urýchľovače sú prevádzkované alebo postavené v laboratóriách CERN (Ženeva, Švajčiarsko), Fermilab (Chicago, USA), DESY (Hamburg, Nemecko), SLAC (Kalifornia, USA).

V súčasnosti Európske centrum pre jadrový výskum (CERN) vo švajčiarskej Ženeve v plnom prúde buduje najvýkonnejší urýchľovač elementárnych častice LHC(Veľký hadrónový urýchľovač), schopný urýchľovať nielen elementárne častice (protóny), ale aj atómové jadrá. Očakáva sa, že pri zrážke jadier olova zrýchlených na supervysoké energie bude tento urýchľovač schopný získať nový stav hmoty kvark-gluónovej plazmy, v ktorej sa spoja kvarky a gluóny, základné prvky protónov a neutrónov kolidujúcich jadier. spolu. Z hľadiska analýzy vývoja vesmíru bol takýto stav hmoty v štádiu, ktoré existovalo približne 10 mikrosekúnd po „veľkom tresku“.

Na detekciu známok vzniku kvark-gluónovej plazmy pri zrážke jadier olova sa na urýchľovači LHC buduje obrovské experimentálne zariadenie a plánuje sa na ňom uskutočniť špeciálny experiment ALICE (A Large Ion Collision Experiment). Katedra fyziky vysokých energií a elementárnych častíc sa podieľa na príprave experimentu ALICE v CERN-e a vývoji jeho výskumného programu fyziky.

Fyzika vysokých energií a elementárnych častíc dáva človeku nielen možnosť spoznať svet okolo seba, ale prispieva aj k rozvoju a implementácii najmodernejších technológií. Na príprave a realizácii experimentov vo fyzike vysokých energií sa zvyčajne podieľajú stovky vedcov, inžinierov, špecialistov v oblasti elektroniky, materiálovej vedy a najmä výpočtovej techniky. Potrebná rýchlosť zberu a spracovania informácií v procese zrážky častíc pri vysokých energiách prekračuje všetky mysliteľné limity. Prakticky všetky moderné počítačové technológie sa vyvinuli predovšetkým kvôli potrebám fyziky vysokých energií. Najvýznamnejším úspechom v tejto oblasti pre posledné roky bolo vytvorenie World Wide Web. rôznych krajinách pracuje v oblasti fyziky elementárnych častíc. Prvé WWW servery v Petrohrade boli spustené na Fyzikálnej fakulte Štátnej univerzity v Petrohrade, vo Výskumnom ústave fyziky Štátnej univerzity v Petrohrade a na Petrohradskom inštitúte jadrovej fyziky v Gatčine.

S rozvojom metód kvantovej teórie poľa, hlavného matematického aparátu teórie elementárnych častíc, sa ukázalo, že ich možno s veľkým úspechom použiť aj v iných oblastiach teoretickej fyziky. V dôsledku toho sa spolu s pokračujúcim výskumom v oblasti modernej teórie elementárnych častíc, ktoré sú na katedre prioritou, objavili nové smery. Nový matematické metódy teória kvantovej symetrie a nekomutatívnych priestorov. Metódy funkčnej integrácie, Feynmanove diagramy a teória renormalizácií sa v poslednom čase aktívne využívajú v teórii kritických javov (teória fázových prechodov) a teórii hydrodynamickej turbulencie.

V posledných rokoch sa našli úplne nečakané aplikácie pre metódy kvantovej teórie poľa, ktoré majú na prvý pohľad od teoretickej fyziky v jej tradičnom zmysle dosť ďaleko. Najmä teória samoorganizujúcej sa kritickosti, ekonomická fyzika, teória o neurálne siete, v ktorej sa modelujú najuniverzálnejšie mechanizmy samoorganizácie komplexné systémy založené na elementárnych predstavách o charaktere interakcie ich komponentov. Skúsenosti so štúdiom modelov tohto typu, nahromadené v oblasti kvantovej teórie poľa a štatistickej fyziky, ako aj s využitím počítačových experimentov, umožňujú získať zaujímavé kvantitatívne výsledky v ekonómii, neurofyziológii a biológii.

Katedra fyziky vysokých energií a elementárnych častíc každoročne absolvuje až 10 odborníkov v rámci programu "Teória interakcie elementárnych častíc a kvantová teória poľa". Pedagogický a vedecký kolektív katedry tvorí 14 lekárov a 7 kandidátov vied (na katedre nie sú zamestnanci bez vedeckých titulov). Zakladateľ oddelenia Yu.V. Novozhilov a vedúci oddelenia M.A. Braun majú čestné tituly Ctihodný pracovník vedy, niekoľko zamestnancov v rôzne roky boli udelené univerzitné ceny, ako aj titul Soros profesor.

Všetci členovia katedry majú rozsiahle prepojenie so zahraničnými kolegami z univerzít v Nemecku, Francúzsku, Taliansku, Španielsku, Švajčiarsku, USA atď., a pravidelne cestujú na pracovné cesty za spoločným výskumom. Práce pracovníkov katedry majú prioritný charakter a sú aktívne citované vo svetových vedeckých periodikách. Takmer všetci zamestnanci katedry pracujú s podporou grantov Ruskej nadácie základného výskumu, niektorí zamestnanci majú financie zo zahraničných fondov INTAS, NATO, DAAD, CRDF, INFN atď.

Absolventi katedry získavajú široké vzdelanie v teoretickej a matematickej fyzike, ktoré spĺňa najvyššie medzinárodné štandardy. Niektorí študenti dostávajú spolu s magisterským titulom z Petrohradskej univerzity tituly zo zahraničných vyšších vedeckých inštitúcií (napríklad Ecole Politechnique). Po ukončení štúdia majú absolventi dostatok možností ďalej sa vzdelávať a vedecká činnosť v Rusku aj v zahraničí. Najmenej polovica absolventov spravidla zostáva v postgraduálnom štúdiu na katedre, niektorí absolventi sú prijatí do ústavov Ruskej akadémie vied (Petrohradský inštitút jadrovej fyziky, St.

Katedra fyziky vysokých energií bola založená v roku 1970 z iniciatívy akademika S.N. Vernová. Od založenia až po súčasnosť katedru trvalo vedie akademik Anatolij Alekseevič Logunov. Katedra vznikla ako školiaca základňa pre prípravu vysokokvalifikovaných odborníkov pre Ústav fyziky vysokých energií (IHEP) v Protvine a iné podobné výskumné ústavy. Hlavnou vedeckou základňou katedry sa stala IHEP. Vzťah medzi katedrou a ÚHEP bol najužší: študenti 5.-6. ročníka strávili väčšinu študijného času v Protvine, kde pracovali v laboratóriách, navštevovali špeciálne kurzy a dokončovali diplomové práce.

Akademická práca

Pracovníci katedry čítajú všeobecné kurzy prednášok: „Kvantová teória“ (6,7 semestra, prof. Yu.M. Loskutov, prof. O.A. Khrustalev, prof. K.A. Sveshnikov, prof. P.K. Silaev), „Elektrodynamika“ (5,6 semestre, Prof. V.I. Grigoriev, Prof. V.I. Denisov, Prof. A. A. Vlasov, Assoc. Prof. V. S. Rostovský, Assoc. Prof. A. R. Frenkin).

Na katedre sa vyučujú tieto špeciálne predmety: „Teória skupín“ (prof. O.A. Khrustalev, prof. P.K. Silaev), „Kvantová teória poľa“ (prof. D.A. Slavnov), „Teória renormalizácií a renormalizačných skupín“ (prof. D.A. Slavnov), "Numerické metódy v teoretickej fyzike" (prof. P.K. Silajev), "Úvod do fyziky elementárnych častíc" (akademik V.A. Matveev, docent K.V. Parfenov), "Doplnkové kapitoly klasickej elektrodynamiky" (prof. A.A. Vlasov), "Vlasov". Úvod do teórie gravitácie“ (prof. V.I. Denisov), „Teória gravitačného poľa“ (prof. Yu.M. Loskutov), „Moderné metódy kvantovej teórie poľa“ (akademik D.V. Shirkov), „Nelineárne kvantové Teória poľa“ (docent M.V. Chichikina), „Dynamické rovnice v kvantovej teórii poľa“ (prof. V.I. Savrin), „Teória meracích polí“ (prof. Yu.S. Vernov), „Systémy a subsystémy v kvantovej mechanike“ ( Prof. O.A. Khrustalev), "Fyzika kvantových počítačov" (doc. O.D. Timofeevskaya), "Solitóny, instantóny, skyrmióny a kvarkové vrecia" (prof. K.A. Sveshnikov).

Vedecká práca

Katedra vedie vedecký výskum v týchto hlavných oblastiach:

Relativistická teória gravitácie (školiteľ - akademik A.A. Logunov).
Hľadanie a štúdium nových nelineárnych a kvantových efektov v gravitácii, kozmológii, časticovej fyzike a stave vákua (školiteľ - akademik A.A. Logunov).
Problémy kvantovej teórie poľa (školiteľ - akademik DV Širkov).
Účinky nelineárnej elektrodynamiky vákua a ich prejavy v laboratórnych a astrofyzikálnych podmienkach (školiteľ - prof. V.I. Denisov).
Štúdium gravitačných účinkov (školiteľ - prof. Yu.M. Loskutov).
Nelineárne efekty v kvantovej teórii poľa, kvantové počítače, kvantová kryptografia (školiteľ - prof. OA Khrustalev).
Problémy kvantovej mechanickej teórie meraní (školiteľ - prof. D.A. Slavnov).
Chirálne kvark-mezónové modely nízkoenergetického baryónového stavu (školiteľ - prof. K.A. Sveshnikov).
Teória baroelektrických a baromagnetických javov (školiteľ - prof. V.I. Grigoriev).

Pracovníci katedry dosiahli významné vedecké výsledky:

Akademik A.A. Logunov zásadne prispel k rozvoju kvantovej teórie poľa, zdôvodneniu a aplikácii disperzných vzťahov a vytvoreniu metódy renormalizačných skupín, ktorá našla uplatnenie pri riešení širokého spektra problémov. Zaviedol prísne asymptotické vety pre správanie charakteristík silnej interakcie pri vysokých energiách. Navrhol nový prístup k štúdiu viacerých procesov, ktorý sa ukázal ako najvhodnejší ku zloženej štruktúre častíc a umožnil objaviť na urýchľovači Ústavu fyziky vysokých energií novú najdôležitejšiu zákonitosť mikrosveta. - invariantnosť mierky.
Rozvíjanie myšlienok Poincarého, Minkowského, Einsteina a Hilberta, akademik A.A. Logunov vytvoril konzistentnú relativistickú teóriu gravitácie (RTG), ktorá v plnom súlade so všetkými experimentálnymi faktami eliminovala základné ťažkosti všeobecnej teórie relativity. V RTG je jediným časopriestorovým kontinuom pre všetky polia, vrátane gravitačného, pseudoeuklidovský Minkowského priestor a zdrojom gravitačného poľa je konzervovaný tenzor energie a hybnosti hmoty, vrátane samotného gravitačného poľa. Tento prístup umožňuje jednoznačne skonštruovať teóriu gravitácie ako meraciu teóriu, v ktorej má gravitačné pole spiny 2 a 0 a je fyzikálnym poľom v duchu Faraday-Maxwella, a preto je možná lokalizácia gravitačnej energie. je zachovaná koncepcia inerciálneho súradnicového systému a prísne sa dodržiavajú zákony zachovania hybnosti energie a moment hybnosti. V tomto prípade kvôli univerzálnosti gravitácie a tenzorovej povahe gravitačného poľa nevyhnutne vzniká efektívne pole Riemannovho priestoru. Rovnice gravitačného poľa v RTG obsahujú explicitne metrický Minkowského tenzor a gravitačné pole sa stáva masívnym. Hmotnosť gravitónu je extrémne malá, ale jej prítomnosť je zásadná, pretože vďaka prítomnosti hmotnostných členov v RTG je vždy možné jednoznačne oddeliť sily zotrvačnosti od síl gravitácie. Teória jednoznačne vysvetľuje výsledky všetkých gravitačných účinkov v slnečnej sústave. V RTG sa najplnšie prejavila vlastnosť gravitačného poľa: jeho pôsobením nielen spomaliť plynutie času, ale aj zastaviť proces dilatácie času, a tým aj proces stláčania hmoty. Objavila sa aj nová vlastnosť „samoobmedzenia poľa“, ktorá hrá dôležitú úlohu v mechanizme gravitačného kolapsu a evolúcie Vesmíru. Najmä „čierne diery“ sú nemožné: kolabujúca hviezda nemôže uniknúť pod svojim gravitačným polomerom; Vývoj homogénneho a izotropného Vesmíru prebieha cyklicky od určitej maximálnej hustoty k minimálnej a hustota hmoty zostáva vždy konečná a nedosiahne sa bodový stav Veľkého tresku. Vesmír je zároveň nekonečný a „plochý“ a je v ňom skrytá veľká masa „temnej hmoty“.
Profesor Yu.M. Loskutov predpovedal tieto účinky: depolarizácia Čerenkovovho žiarenia blízko prahu; spontánna radiačná polarizácia elektrónov v magnetickom poli; indukovaná polarizácia fermiónov v magnetickom poli; asymetrie uhlového rozloženia neutrín generovaných v magnetickom poli a možnosť samourýchľovania neutrónových hviezd. Bol vytvorený aparát kvantovej elektrodynamiky v silnom magnetickom poli a predpovedané množstvo efektov (fúzia a štiepenie fotónov, modifikácia Coulombovho zákona a pod.). Bola navrhnutá a implementovaná hypotéza o gravisweak interakciách porušujúcich náboj a paritu priestoru; predpovedá sa gravitačná rotácia roviny polarizácie elektromagnetického žiarenia.
Profesor O.A. Chrustalev na základe všeobecných princípov lokálnej teórie poľa predpovedal množstvo asymptotických vzťahov medzi prierezmi pre interakciu hadrónov pri vysokých energiách. Je vypracovaný pravdepodobnostný popis rozptylu pri vysokých energiách. Je vyvinutá schéma opisu kvantových polí na pozadí klasických polí, ktorá spĺňa požadované zákony zachovania. Bol vytvorený aparát podmienenej matice hustoty, ktorý konzistentne popisuje správanie podsystémov vo veľkom systéme.

Katedra sa aktívne podieľa na organizovaní a vedení každoročných medzinárodných seminárov o problémoch kvantovej teórie poľa a teórie gravitácie na IHEP - Protvino. Zamestnanci, postgraduálni študenti a študenti katedry spolu s hlavnými zamestnancami ústavu teoretické problémy ich mikrosvet. N.N. Moskovská štátna univerzita Bogolyubova tvorí základ poprednej vedeckej školy Ruskej federácie „Vývoj metód teórie poľa v časticovej fyzike, gravitácii a kozmológii“, ktorej školiteľom je akademik A.A. Logunov.

O profesoroch katedry

Akademická práca

Vedecká práca

Pracovníci katedry dosiahli významné vedecké výsledky:

Možno vás bude zaujímať