35 лет Институту ядерных исследований Российской Академии наук!

Институт ядерных исследований Российской Академии наук образован постановлением Президиума Академии наук от 24 декабря 1970 года на основе решения Правительства, принятого по инициативе Отделения ядерной физики, в целях создания современной экспериментальной базы и развития исследований в области физики элементарных частиц, атомного ядра, физики космических лучей и нейтринной астрофизики.

Институту были поставлены задачи сооружения в Научном центре Академии наук в г.Троицке Московской области мезонной фабрики на основе сильноточного линейного ускорителя протонов и отрицательных ионов водорода на энергию 600 МэВ и создания в Баксанском ущелье в Приэльбрусье комплекса подземных низкофоновых лабораторий с нейтринными телескопами. С 1980 года в Институте развиваются работы по глубоководному детектированию мюонов и нейтрино на Байкальском глубоководном нейтринном телескопе.

За годы, прошедшие с момента образования, Институт ядерных исследований РАН стал одним из ведущих ядерно - физических центров.

Институт внёс значительный вклад в строительство и развитие города Троицка Московской области, в Приэльбрусье построил научный городок "Нейтрино" Баксанской нейтринной обсерватории.

За последние три года (2001 - 2003) Институт, завершая сооружение уникального научного комплекса Московской мезонной фабрики, приступил к выполнению на нём программы фундаментальных и прикладных исследований в области ядерной физики, физики конденсированных сред, радиационного материаловедения, проблем экологически чистой ядерной энергетики, биологии и медицины. Введён в строй импульсный источник нейтронов. Начато сооружение комплекса лучевой терапии.

Институт является пионером в развитии исследований в области подземной и глубоководной физики нейтрино. На Северном Кавказе Институтом построена Баксанская нейтринная обсерватория с комплексом крупномасштабных подземных нейтринных телескопов и наземных установок большой площади для исследований в области физики солнечных нейтрино, физики космических лучей и нейтринной астрофизики. На озере Байкал Институтом создан первый в мире стационарный глубоководный нейтринный телескоп для регистрации нейтрино высоких энергий, проходящих сквозь земной шар.

Широкую известность получили теоретические исследования учёных Института в области физики высоких энергий, в разработке методов теории возмущений в квантовой теории поля, изучении основного состояния (вакуума) в калибровочных теориях, разработке методов исследования динамики сильных взаимодействий адронов вне рамок теории возмущений, исследовании процессов, выходящих за рамки стандартной модели элементарных частиц, разработки теории образования барионной асимметрии Вселенной и изучении взаимосвязи физики частиц и космологии.

Институт принимает активное участие в Федеральной целевой научно - технической программе "Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития науки и техники гражданского назначения", "Фундаментальные исследования межведомственного характера", Федеральной целевой программе "Интеграция", других научно - технических программах.

Из результатов, полученных за последние три года можно отметить следующие:

1. Произведено квазиклассическое вычисление экспоненты подавления процессов с изменением топологического числа при столкновении частиц высоких энергий. В Стандартной Модели такие процессы сопровождаются нарушением барионного и лептонного чисел.
   Построена модель классического аналога квантовой чёрной дыры. В этой модели естественным образом появляется температура в точности равная температуре Хокинга В моделях киральных топологических солитонов рассчитаны спектры экзотических барионных состояний. Предсказан ряд необычных резонансов, один из которых обнаружен в эксперименте в ЦЕРН.
   На основе корреляционного анализа выдвинута гипотеза о том, что испускающие гамма лучи BL Lacertae объекты являются источниками космических лучей сверхвысоких энергий.
   Показано, что в теориях с бесконечными дополнительными размерностями ортопозитроний может аннигилировать в дополнительные размерности с экспериментально достижимыми скоростями.
   Впервые вычислен вклад цепочки фермионных петель в неполяризованное правило сумм Бьёркена и глубоконеупругого нейтрино-нуклонного рассеяния.
2. За последние три года линейный ускоритель Московской мезонной фабрики (ЛУММФ) обеспечивает ускорение пучка протонов в сеансах общей продолжительностью до 2400 часов в год на физические эксперименты, комплекс протонной терапии, производство изотопов для медицины. При интенсивности пучка 100 мкА была достигнута эффективность работы ускорителя свыше 95% за рабочую смену.
3. На стенде Московской мезонной фабрики получен пучок поляризованных отрицательных ионов водорода 3.8 мА в импульсе при длительности 180 мксек и частоте следования 5 Гц. Полученная интенсивность является рекордной для действующих источников поляризованных ионов.
4. Выполнены первые измерения на созданном в ИЯИ РАН нейтронном времяпролётном спектрометре РАДЭКС: измерены потоки быстрых и промежуточных нейтронов в интервале энергии от 1 кэВ до 2 МэВ на 50 м пролетной базе, спектры гамма-излучения с энергией до 1.5 МэВ, сопровождающего генерирование нейтронов, спектры нейтронов, рассеянных на вольфраме, висмуте и барии.
5. Продолжается развитие Центра нейтронных исследований ИЯИ РАН для проведения фундаментальных и прикладных исследований в области ядерной физики, физики конденсированных сред, радиационного материаловедения, биологии и медицины, разработки технологий безопасной ядерной энергетики. Был создан (единственный в России) импульсный источник нейтронов на интенсивном пучке ускоренных протонов сильноточного линейного ускорителя Московской мезонной фабрики, запущен уникальный 100-тонный сверхчувствительный спектрометр нейтронов по времени замедления в свинце (СВЗ) с разрешением, близким к теоретическому значению, осуществлены исследования (n,γ) реакций на Cu, Mn, Co, S, Bi, V, Sb и реакций деления на ²³⁵U, ²⁴⁰Pu.
6. Совершенствование аппаратуры и методики измерения высокоэнергетичного конца бета-спектра трития на установке ТРОИЦК-НЮ-МАСС ИЯИ РАН позволило достичь лучшего в мире верхнего предела на массу покоя электронного нейтрино 2.05 эВ/с² на 95% уровне достоверности.
7. Анализ данных всех экспериментов с солнечными нейтрино, в котором результаты Галлий-германиевого нейтринного телескопа Баксанской нейтринной обсерватории ИЯИ РАН (Российско-Американский эксперимент SAGE), полученные за период измерений, превышающий половину 22-х летнего цикла солнечной активности, играют ключевую роль, позволяет сделать следующие выводы:
   1. Многолетняя проблема солнечных нейтрино однозначно решается, если принять во внимание осцилляции нейтрино, причём необходимо учитывать влияние вещества Солнца на вероятность перехода электронных нейтрино в нейтрино другого типа;
   2. Термоядерные реакции, происходящие в центре Солнца, являются источником солнечной энергии, а стандартная солнечная модель достаточно точно описывает нашу звезду.
      Начат новый эксперимент по калибровке галлиевого детектора солнечных нейтрино с помощью специально изготовленного источника нейтрино на основе изотопа³⁷Аr активностью выше 400 кКи.

8. Байкальский нейтринный телескоп НТ-200 ИЯИ РАН является единственным в мире действующим глубоководным черенковским детектором элементарных частиц и одним из трёх крупнейших (наряду с подземным телескопом SUPERKAMIOKANDE и подлёдным детектором AMANDA на Южном полюсе) по своей эффективной площади и эффективному объёму детекторов нейтрино высоких энергий.
   В эксперименте на НТ-200 достигнуто новое, одно из двух наиболее сильных на сегодняшний день ограничений сверху на интенсивность природного диффузного потока нейтрино всех типов в диапазоне энергий от 10 ТэВ до 10 ПэВ, которое находится в области теоретически предсказываемых значений. Получено также наиболее сильное на сегодняшний день ограничение на поток электронных антинейтрино в области резонанса с энергией E=6.3 ПэВ, которое составляет менее 5.6·10^-20 нейтрино на см² cек ср ГэВ.
9. На установке КОВЁР Баксанской нейтринной обсерватории ИЯИ РАН исследовано влияние электрического поля атмосферы в периоды гроз на интенсивность вторичных космических лучей.
10. В рамках эксперимента NA50 (ЦЕРН) по поиску эффектов образования кварк-глюонной плазмы, проведено детальное исследование зависимости рождения J/ψ от величины поперечного импульса в протон-ядерных и ядро-ядерных столкновениях. Найдено, что для центральных столкновений ядер свинца выход J/ψ подавлен более сильно по сравнению с ожидаемым при всех значениях поперечного импульса, что даёт основание говорить о появлении нового механизма процесса при большом сжатии ядер, возможно связанным с образованием кварк-глюонной плазмы.
11. Закончена обработка экспериментальных данных по испусканию одного и двух нейтронов при ультрапериферическом взаимодействии ядер свинца с различными ядрами (Pb, Sn, Cu, Al, C) при энергии 30 ГэВ на нуклон в эксперименте NA50 на ускорителе SPS в ЦЕРНе. Измеренные сечения процесса с испусканием одного нейтрона хорошо согласуются с теоретическими расчетами электромагнитной диссоциации ядер. На пучке ядер индия впервые наблюдалось множественное испускание высокоэнергичных квазимонохроматичных нейтронов от одного до четырёх в одном акте взаимодействия.
12. На ускорителях в ИЯИ РАН (Троицк) и Канадском национальном центре ТРИУМФ (Ванкувер) при облучении протонами с энергией от 100 до 500 МэВ на мишени тантала-181 получены пять ядерных изомеров с различными значениями спина (7-, 8-, 23/2-, 25/2-,
    37/2 -). С помощью радиохимической методики с высокой чувствительностью измерены сечения образования и построена систематика, описывающая закономерности синтеза ядер с высокоспиновыми состояниями в реакциях с протонами средних энергий. Предложено качественное теоретическое объяснения наблюдаемых закономерностей.
13. На пучке меченых поляризованных фотонов с энергией 650 - 1500 МэВ в рамках коллаборации ГРААЛЬ (Гренобль, Франция) исследовано двойное фоторождение нейтральных пионов на протоне. Впервые установлено существование резонанса в полном сечении этого процесса при энергии выше 1 ГэВ, который интерпретируется как селективное возбуждение Р11 и D13 нуклонных резонансов.
14. На микротроне в Майнце (Германия) в рамках международных коллабораций ГДХ и А2 впервые измерено полное сечение реакции двойного фоторождения пионов на протоне в зависимости от спиновой ориентации протонов и циркулярно поляризованных фотонов в диапазоне энергий 400-800 МэВ. Определён вклад данного канала в правило сумм ГДХ от порога до 800 МэВ.
15. На ускорителе COSY (Juelich) впервые исследована реакция рождения каон-антикаонной пары на протоне с образованием дейтрона и определено полное сечение этой реакции вблизи порога. Полученные данные интерпретируются как наблюдение скалярного мезона a0+(980).
16. В эксперименте Е949 в Брукхэвенской Национальной Лаборатории (США) с участием ИЯИ РАН получен новый результат по измерению редкого распада положительного каона K⁺-->π⁺nn. Было зарегистрировано третье событие и определена вероятность распада Br = (1.47 + 1.30 - 0.89) x 10^-10. Эта величина почти в два раза превосходит предсказание Стандартной Модели, хотя и не выходит за пределы ошибок.
17. На установке ИСТРА+, работающей на пучке ускорителя У-70 в Протвино, в сотрудничестве ИЯИ РАН - ИФВЭ на статистике свыше 135 тысяч отобранных событий K_e3, значительно превышающей мировую, получены новые значения форм-факторов этого распада и новые ограничения на отсутствие скалярного и тензорного взаимодействия в данном распаде. Новые значения таких же величин получены на рекордной статистике для 214 тысяч событий распада K_μ3. Получены значения параметров наклона матричного элемента K_π3(τ`) распада. Улучшен предел на величину CP-нарушающей асимметрии в отношении K_π3^± распадов. Осуществлён поиск новой частицы - сголстино, предсказываемой моделями великого объединения и суперсимметричными моделями за рамками Стандартной модели. Получен нижний предел вероятности рождения этой частицы в широком диапазоне её масс.

За последние три года сотрудники ИЯИ РАН получили более 60 грантов РФФИ и других фондов, в том числе зарубежных. Было опубликовано около 500 научных статей сделано более 200 докладов на конференциях (из них более половины на крупных международных конференциях), проведено около 100 научных экспертиз и рецензий, подано более 10 заявок на выдачу патентов РФ на изобретение. Было издано несколько сборников трудов конференций, отчётов, более 40 препринтов и др.

За последние три года Институт провёл Международные семинары по физике высоких энергий - QUARKS`2002 и QUARKS`2004, XI и XII Международные школы "Частицы и космология" 2001 и 2003, Международный семинар по неускорительной новой физике - NANP 2001, X Международный Семинар "Электромагнитные взаимодействия ядер при малых и средних энергиях" 2003, Марковские чтения 2003 и 2004, Школу-семинар студентов и аспирантов "Фундаментальные взаимодействия и космология" 2002 и 2003, целый ряд других международных и внутрироссийских семинаров и совещаний, проводит регулярные астрофизические экспедиции на оз.Байкал. Во многих из этих семинаров и экспедициях принимали участие студенты старших курсов и аспиранты, Институт активно сотрудничает с ВУЗами в рамках программы "Интеграция".

ИЯИ РАН имеет прочные научные контакты со многими институтами России и зарубежья, учёные ИЯИ РАН принимали участие в создании и работали на лучших научных установках мира в ведущих научных центрах и международных коллаборациях:

ПИЯФ, ОИЯИ, ИФВЭ, ФИАН, РНЦ "Курчатовский институт", ИТЭФ, МГУ, ИГУ и другие институты России; ХФТИ, ХГУ, Украина; CERN (LHC, ALICE, NA50...), SAGE, IGEX, GRAAL; BNL, LANL, ANL и целый ряд университетов США; TRIUMF, Канада; KEK, Япония; DESY, GSI и другие институты Германии; Гран Сассо, Италия; Афинский университет, Греция, Университет Нильса Бора, Дания; Карлов университет, Чехия; ИЯФиЭЧ ЦИФИ ВАН, Венгрия и др.

При решении фундаментальных задач современной физики в Институте разработаны уникальные прикладные технологии. На Баксане для измерения потоков нейтрино, рождаемых недрами Солнца, создан уникальный Галлий - германиевый нейтринный телескоп, разработана и апробирована не имеющая аналогов технология извлечения и подсчёта единичных атомов радиоактивных изотопов, образующихся при захвате нейтрино атомами галлия. При создании установки для измерения массы покоя нейтрино, образующихся в бета-распаде трития, разработана технология сверхглубокой очистки газов. На промежуточном (160 МэВ) выводе пучка линейного ускорителя мезонной фабрики построен комплекс по производству радиоизотопов для медицины и промышленности.

В ИЯИ РАН действует система подготовки научных кадров. На базовой кафедре Института в МФТИ "Фундаментальные взаимодействия и космология" обучались около 50 студентов. Многие из них после окончания МФТИ поступили в очную аспирантуру ИЯИ РАН. Сотрудники Института обучают студентов ряда кафедр МГУ, Институт сотрудничает с МИФИ, Иркутским и Кабардино - Балкарским Государственными Университетами. В Институте создан Научно-образовательный центр, действуют 3 ведущие научные школы России под руководством лидеров - академиков РАН. В ИЯИ РАН работает совет по защите диссертаций и аспирантура по четырём специальностям. За последние три года было защищено 15 кандидатских и 10 докторских диссертации. Темы диссертаций соответствуют современному состоянию физики, являются актуальными и перспективными. Тематика исследований относится к физике ядра, физике элементарных частиц, нейтринной астрофизике, физике ускорителей и экспериментальных установок.

Институт участвует в международных научно-технических проектах и программах: измерение потока солнечных нейтрино на подземном Галлий-германиевом нейтринном телескопе Института ядерных исследований РАН (Российско-Американский эксперимент SAGE), астрофизические исследования на глубоководном нейтринном телескопе ИЯИ РАН на озере Байкал (международная коллаборация "Байкал") и целом ряде других.

В Институте работают около 1200 человек, в том числе 5 академиков и 2 члена - корреспондента РАН, 37 докторов и 160 кандидатов наук; среди них 5 профессоров, 3 заслуженных деятеля науки и техники, 8 лауреатов Ленинской и Государственных премий. За последние годы сотрудники Института стали лауреатами премий:

Премия имени академика М.А.Маркова Института ядерных исследований Российской Академии наук (2002 - 2004) Премия Российской Академии наук имени П.А.Черенкова за работу "Байкальский нейтринный эксперимент" (2004)

Золотая медаль с премией для молодых учёных Российской Академии наук (2001, 2003)

Премия имени И.Я.Померанчука Института теоретической и экспериментальной физики за теоретический анализ барионной асимметрии Вселенной на электрослабом масштабе (2003).

Премия имени академика Н.Н.Боголюбова Объединённого института ядерных исследований за основополагающий вклад в теорию цветных кварков (2002).

Премия имени М.В.Ломоносова Московского государственного университета за цикл работ "Эффект Грейзена, Зацепина, Кузьмина и новая физика" (2002)

Международная премия им.Б.М.Понтекорво за выдающиеся достижения в нейтринной астрофизике (2001, 2002)

Премия Правительства Российской Федерации в области науки и техники: Разработка, сооружение и ввод в научную эксплуатацию сильноточного линейного ускорителя протонов Московской мезонной фабрики (2001).

Наличие такого высококвалифицированного научного персонала позволяет Институту успешно решать на мировом уровне фундаментальные проблемы современной физики.

Институт ежегодно участвует в нескольких выставках научных достижений и получает почётные дипломы, золотые и серебряные медали за разработки прикладного характера.

Институт ежегодно получает несколько авторских свидетельств на изобретение при разработках научного оборудования и прикладного характера, поддерживает несколько патентов в России и за рубежом. Изобретения относятся к области узлов экспериментальных установок, методов и приборов научных исследований, методов получения и очистки различных веществ, приборов медицинского применения и т.п.