Кафедра Физики Элементарных Частиц

Основная идея (миссия кафедры):

Кафедра готовит специалистов для работы в области теоретической и экспериментальной физики высоких энергий, релятивистской ядерной физики на базе ОИЯИ (г. Дубна), а также для прикладных исследований и разработок, которые ведутся в медицине, биологии и других областях с применением ядерно-физических методов и информационных технологий.

Научная деятельность

Основные научные направления кафедры:

📌 Проверка предсказаний Стандартной модели и поиск явлений за её рамками.

Проверка предсказаний Стандартной модели (СМ) в действующих и готовящихся прецизионных экспериментах, изучение свойств бозона Хиггса, уточнение параметров СМ. Развитие техники теоретических расчетов и методов обработки данных, разработка и создание современных детекторов для экспериментов нового поколения. Поиски новых частиц и взаимодействий, подготовка новых экспериментов и проведение расчетов для проверки предсказаний теорий, расширяющих СМ (в первую очередь, суперсимметрии, теории струн, теории дополнительных размерностей и других).

📌 Изучение СР-нарушения.

Изучение явления и детальное измерение параметров кваркового СР-нарушения. Прецизионные эксперименты с каонами. Спектроскопия и изучение динамики рождения и свойств с- и b-адронов, измерение параметров матрицы смешивания Кабиббо-Кобаяши-Маскава.

📌 Исследования спиновых явлений и корреляций.

Теоретические и экспериментальные исследования спиновых явлений и корреляций. Изучение спиновой структуры и вкладов в спин нуклона кварков и глюонов, измерение структурных параметров адронов: радиусов, дипольных моментов, поляризуемостей и других важных характеристик, являющихся источниками уникальной информации для понимания основ квантовой хромодинамики. Подготовка экспериментов на установке SPD коллайдера NICA в Дубне.

📌 Исследование свойств ядерной материи.

Исследование фазовых состояний и переходов ядерной материи, проблемы конфайнмента, подготовка и проведение экспериментов на пучках тяжелых ионов, в том числе, в экспериментах BM@N и MPD на строящемся в ОИЯИ коллайдере NICA. Поиск новых состояний и изучение экзотических глюонных и кварковых систем (глюболов, пентакварков и других).

📌 Изучение свойств нейтрино.

Исследование нейтринных осцилляций с использованием нейтрино от ускорителей, реакторов и атмосферных нейтрино. Измерение иерархии масс нейтрино и нарушения СР-четности в лептонном секторе. Измерение массы нейтрино прямыми методами, исследование безнейтринного двойного бета-распада и других процессов, нацеленных на выяснение природы нейтринных масс.

📌 Нейтринная астрофизика, физика космических лучей, поиски темной материи.

Нейтринная астрономия, космология, поиски темной материи, исследование космических лучей высоких и сверхвысоких энергий в экспериментах на земле и в космосе. Участие в мега-проекте по созданию уникального кубокилометрового нейтринного телескопа на озере Байкал, экспериментах по поиску темной материи и изучению космических лучей в наземных и спутниковых экспериментах.

📌 Разработка и применение ядерно-физических методов в различных областях.

Разработка новых детекторов и методов обработки данных, создание и использование сложных компьютерных систем и программ моделирования. Применение ядерно-физической аппаратуры и методов в биологии, медицине, материаловедении.

Глазами студентов, краткое описание нескольких научных проектов тут: https://msu-dubna.ru/hep/course/view.php?id=6

Известные ученые

📌 История

Кафедра физики элементарных частиц была основана вместе с кафедрой теоретической ядерной физики в 1960г. на базе ОИЯИ в г.Дубне. У истоков этих кафедр стояли два выдающихся советских физика – академик АН СССР В.И.Векслер и член-корреспондент АН СССР Д.И.Блохинцев, которые первыми и возглавили эти кафедры, одновременно с этим в Дубне был образован филиал НИИЯФ МГУ. В создании филиала активно участвовали ректор МГУ И.Г.Петровский, декан физического факультета В.С.Фурсов и директора НИИЯФ Д.В.Скобельцын и С.Н.Вернов.

В разное время на кафедре читали лекции практически все работающие в ОИЯИ академики и члены-корреспонденты АН, в том числе В.И.Векслер, В.Г.Кадышевский, Б.М.Понтекорво, И.М.Франк, Д.И.Блохинцев, В.П.Джелепов, М.Г.Мещеряков, Ф.Л.Шапиро.

Краткая информация о людях, работающих или работавших на кафедре:

https://msu-dubna.ru/hep/course/view.php?id=11

📌 Текущая ситуация, сотрудники кафедры:

· академик РАН профессор Матвеев Виктор Анатольевич, директор ОИЯИ

· доктор физ.-мат. наук Калиновская Лидия Владимировна

· доктор физ.-мат. наук Костромин Сергей Александрович

· доктор физ.-мат. наук Меркин Михаил Моисеевич

· доктор физ.-мат. наук Наумов Дмитрий Вадимович

· доктор физ.-мат. наук профессор Ольшевский Александр Григорьевич

· доктор физ.-мат. наук с.н.с Строковский Евгений Афанасьевич

· доктор физ.-мат. наук Теряев Олег Валерианович

· доктор физ.-мат. наук доцент Узиков Юрий Николаевич

Эти сотрудники традиционно читают базовые курсы кафедры и являются крупными специалистами в области физики высоких энергий, ключевыми руководителями и исполнителями первостепенных программ ОИЯИ.

Краткий обзор научных направлений сотрудников тут:

https://msu-dubna.ru/hep/mod/resource/view.php?id=1169

Официальная персональная информация о сотрудниках тут: https://pin.jinr.ru/pin/pin

📌 Основные научные результаты, полученные в результате работы сотрудников кафедры в последнее время:

· Проведены исследования мультипартонных процессов в области высокоэнергетических коллайдеров (коллаборациия DO, Fermilab; коллаборация CMS, CERN).

· Разработана концепция трековой системы эксперимента MPD NICA (г.Дубна). В рамках изучения адронных процессов (коллаборации FAIR, NICA) разработан и применен математический формализм для расчета спиновых наблюдаемых pd-рассеяния с учетом вклада Т-неинвариантных Р-инвариантных нуклонных сил.

· Исследована динамика спина в гравитационных полях и ее возможные космологические проявления в анизотропных Вселенных. Изучены связи между методами описания микроскопических черных дыр и КХД в низкоэнергетической области.

· Уточнены значения параметров нейтринных осцилляций (коллаборации NOvA и Daya Bay). Ведется подготовка к ускорительным (DUNE) и реакторным (JUNO) экспериментам для определения иерархии масс нейтрино, параметра несохранения СР-четности лептонов, поиска стерильных нейтрино.

Возможности стажировок и заграничного обучения

Кафедра базируется в Объединенном институте ядерных исследований в наукограде Дубна Московской области. Это международная межправительственная научно-исследовательская организация, учредителями которой являются 18 государств-членов ОИЯИ.

Широкое международное сотрудничество — важнейший аспект в деятельности ОИЯИ. Институт поддерживает связи более чем с 800 научными центрами и университетами в 62 странах мира.

Объединенный институт активно сотрудничает с Европейской организацией ядерных исследований (CERN) в решении многих теоретических и экспериментальных задач физики высоких энергий. Сегодня физики ОИЯИ участвуют в работах 20 проектов CERN.

Наряду с «домашними» работами ОИЯИ продолжает свое участие в крупных международных проектах таких, как LHC (CERN, Швейцария), FAIR, XFEL, DESY (Германия), KEK (Япония) исследовательских программах на ускорителях RHIC и Tevatron (США), входит в число участников проекта по сооружению международного линейного коллайдера ILC.

Особенности обучения

На 1-3 курсах студенты проходят обучение в общем потоке физического факультета, некоторые студенты устраиваются на оплачиваемую летнюю практику в ОИЯИ.

С 4-го курса учебный процесс частично (спецкурсы, учебная и производственная практики, дипломная работа) проводится в г. Дубна (3-4 дня в неделю) на базе Отдела ядерных исследований НИИЯФ МГУ и ОИЯИ. Всем студентам предоставляются места в общежитии в Дубне. На это время практикуется зачисление студентов на работу в ОИЯИ.

Обучение общим дисциплинам учебного плана продолжается на физическом факультете в Москве (2-3 дня в неделю). Иногородним студентам сохраняются места в общежитии в Москве на весь период обучения.

Научно-популярные лекции от сотрудников кафедры

📌 Серия лекций Дмитрия Владимировича Наумова:

«Нейтрино: увлекательный квест» в Планетарии №1 г. Санкт-Петербурга: https://youtu.be/E4fmTftQyEE

"Что мы знаем о темной материи?" https://youtu.be/f7cK5sQ13og

"Солнечные нейтрино" студентам младших курсов о Солнце, как о квантовой релятивисткой машине: https://youtu.be/tOnbtKsjK-Y

📌 Цикл лекций Григория Владимировича Трубникова

об исследованиях, которые учёные из разных стран мира будут проводить на ускорительном комплексе NICA (12+): https://youtu.be/HvduQxwXfbQ