Радиационно-индуцированное сглаживание поверхности и структурная релаксация в облучённых электронами кристаллах ZnS и ZnSe
Исследована эволюция морфологии поверхности и структурных параметров кристаллов ZnS и ZnSe под воздействием высокоэнергетического электронного облучения с использованием феноменологического подхода к моделированию, основанного на экспериментально полученных данных о структурных и морфологических изменениях в зависимости от флюенса облучения. Анализ был сосредоточен на зависимости параметров шероховатости поверхности R a и R z , размера домена когерентности и параметра решётки от флюенса электронов в диапазоне 0–2.5·10 17 электрон/см 2 . Установлено, что параметры шероховатости поверхности R a и R z уменьшаются по экспоненциальному закону, что свидетельствует о наличии процесса радиационно-индуцированного сглаживания поверхности. Предложено и аналитически решено феноменологическое кинетическое уравнение, описывающее релаксацию шероховатости как функцию электронного флюенса. Полученная модель демонстрирует, что скорость сглаживания пропорциональна избыточной шероховатости поверхности относительно предельного релаксированного состояния. В отличие от этого, размер домена когерентности в целом увеличивается с ростом флюенса, тогда как параметр решётки уменьшается почти линейно, что указывает на процессы радиационно-индуцированной структурной релаксации, уплотнения решётки и перераспределения дефектов. Сравнительный анализ кристаллов ZnS и ZnSe выявил различия в кинетике сглаживания и параметрах структурной эволюции, обусловленные различиями в подвижности дефектов и процессах радиационно-стимулированной релаксации. Выявлены корреляции между зависящим от флюенса изменением шероховатости поверхности и объёмными структурными параметрами, что свидетельствует о протекании одновременных морфологических и структурных изменений при электронном облучении. Предложенное феноменологическое описание служит основой для сопоставления этих откликов на облучение в кристаллах ZnS и ZnSe.
Методика, практика и результаты использования диэлектрических трековых детекторов для идентификации ядер сверхтяжёлых элементов
Представлены результаты научно-исследовательского сотрудничества Лаборатории ядерных реакций им. Г. Н. Флёрова Объединённого института ядерных исследований (ЛЯР ОИЯИ) и Лаборатории элементарных частиц Физического института им. П. Н. Лебедева (ЛЭЧ ФИАН). В статье рассматриваются два направления: поиск следов сверхтяжёлых ядер в метеоритах-палласитах (эксперимент ОЛИМПИЯ) и тестирование различных диэлектрических материалов (стекла и слюды) в качестве детекторов тяжёлых заряженных частиц.Суперсимметрия в ЛТФ: недавние достижения в двух направлениях
Десять лет назад в статье [1] был дан краткий исторический обзор исследовательской деятельности сектора «Суперсимметрия» Лаборатории теоретической физики им. Н. Н. Боголюбова (ЛТФ) за более чем пятьдесят лет ее существования. В честь 70-летия Объединенного института ядерных исследований в данной статье представлены недавние достижения в области суперсимметрии. В частности, рассмотрены вопросы построения квантовых эффективных действий суперполей в 6D, N = (1, 0) суперсимметрии и суперполевые формулировки теорий с N = 2 высшими спинами не массовой оболочки. В обоих случаях решающую роль играет подход гармонических суперпространств. Исправлено: 28 July 2026 (название статьи было изменено, во введении была вставлена сноска, добавлены две ссылки)
Новый подход к физике с поляризованными дейтронами на Nuclotron/NICA, HIAF и будущих установках
Поляризованный дейтрон, будучи частицей со спином-1, дает возможность исследовать широкий спектр интересных тензорных наблюдаемых. Поиск тензорных асимметрий является одним из центральных направлений в спиновой физике с поляризованными дейтронами на коллайдерах будущего, реализация которого требует осцилляции тензорной поляризации пучка в накопительных кольцах или в дейтериевых мишенях. В фокусе данного обзора находится обобщение развитой коллаборацией JEDI техники Фурье анализа осциллирующей горизонтальной поляризации пучка в режиме непрерывного радиочастотного переворота спина на тензорные наблюдаемые. В этом режиме накопленные дейтроны приобретают осциллирующую с временной меткой спиральность, что позволяет изучать как спиновую структуру частиц и ядер, так и несохранение Р-четности. Одновременно генерируется полный набор осциллирующих недиагональных тензорных поляризаций, открывающих возможность поиска нарушения Т-инваринтности вне Стандартной Модели. Критическим для коллайдерных экспериментов является большое время жизни поляризации. Мы приводим первое в литературе аналитическое описание тензорной деполяризации при непрерывных радиочастотных переворотах спина. Мы заключаем, что в накопителях с умеренно высокими энергиями достижимо время жизни поляризации накопленного пучка порядка нескольких часов. Это делает возможной работу с тензорно-поляризованными дейтронами как на комплексе Nuclotron/NICA в ОИЯИ, так и на комплексе HIAF в Китае. Новым является предложение использовать спин-тензорный дихроизм для контроля тензорной поляризации пучка по осцилляциям сечения неупругих взаимодействий пучка с внутренней мишенью. Одновременно дихроизм выступит в роли комагнитометра для измерения частоты прецессии спина сгустков, что принципиально важно для синхронизации спиновых фаз сталкивающихся пар сгустков. Исправлено: 11 августа 2026 (внесены изменения в уравнение (28); исправлены опечатки и грамматические ошибки)
Импульсные быстрые реакторы
В 1960 году в ОИЯИ начал работать ИБР — первый в мире импульсный реактор периодического действия на быстрых нейтронах. С 1984 года эксплуатируется реактор второго поколения ИБР-2. Представлен анализ характерных особенностей реакторов типа ИБР, основной из которых является нестабильность колебаний мощности. Предлагается описание концептуального проекта реактора третьего поколения «НЕПТУН», который решает проблему нестабильностей и открывает новые возможности для исследований с использованием нейтронных пучков.
Поиск легкой темной материи и проявлений темного сектора на ускорителе SPS СERN в эксперименте NA64: и др.
С момента своего старта в 2016 году эксперимент NA64 положил начало поискам легкой темной материи (ЛТМ) с помощью электронных [1], позитронных [2], мюонных [3] и адронных [4] пучков. Эксперимент успешно выполнил основные задачи, изложенные в отчете Европейской стратегии по физике частиц за 2018 год, и даже превзошел их, получив результаты, демонстрирующие способность работать в практически бесфоновом режиме. В рамках инициативы ЦЕРНа "Физика за пределами коллайдера" (Physics Beyond Collider) вклад NA64 признан взаимодополняющим и заслуживающим дальнейшего продолжения. Главное преимущество этого метода по сравнению с подходами, основанными на beam-dump пучка, заключается в том, что вероятность появления сигнала пропорциональна (константа связи) 2 , а не (константа связи) 4 , что уменьшает требуемое пучковое время для достижения той же чувствительности. Чтобы в полной мере использовать физический потенциал NA64, проведенное во время LS3 обновление позволит NA64 работать практически в бесфоновом режиме при более высокой интенсивности пучков SPS. Запланированные модернизации включают (а) улучшение герметичности установки с помощью нового адронного калориметра вето, (б) улучшение идентификации частиц благодаря модернизации детектора синхротронного излучения и (в) возможность увеличения интенсивности за счет модернизированной электроники. Коллаборация NA64 продолжит набор и анализ данных в сеансах которые начнутся после апгрейда Большого адронного коллайдера. Ожидаемое количество зарегистрированных электронов (∼10 13 ), позитронов (∼10 11 ) (40 и 60 ГэВ) и мюонов (∼2×10 13 ) на мишени позволит NA64 исследовать новые кинематические области поиска легкой темной материи, что может привести к открытию или окончательному исключению большинства хорошо обоснованных моделей легкой темной материи.
Контролируемая иммобилизация наночастиц серебра на трековых мембранах
Исследование взаимодействия компонентов коллоидных растворов с микрофильтрационными мембранами представляет неубывающий интерес как в связи с разработкой композитных пористых материалов, так и в связи с многочисленными применениями мембран для разделения суспензий. Настоящая работа посвящена изучению транспорта наночастиц серебра при фильтрации через трековые мембраны в условиях, когда наночастицы и поверхность мембраны несут противоположный заряд. Цель работы состояла в установлении закономерностей осаждения наночастиц в зависимости от структурных параметров мембраны и скорости протекания раствора. Рассмотрение процессов конвекции и диффузии в порах позволило вывести простой критерий, определяющий эффективность задержания наночастиц. Применимость данного критерия исследовали в экспериментах с полиэтилентерефталатными трековыми мембранами, диаметр пор которых варьировали от 0.1 до 7.1 мкм. Средний диаметр наночастиц составил 24 нм. Изменяя перепад давления, варьировали скорость течения коллоидного раствора сквозь поры мембраны. Эффективность задержания наночастиц мембраной определяли методами оптической спектроскопии и рентгеновского энергодисперсионного анализа. Распределение наночастиц на поверхности мембраны исследовали с помощью растровой электронной микроскопии. Установили, что предложенный критерий удовлетворительно предсказывает переход от практически полной задержки частиц к полному пропусканию при изменении ключевых параметров — диаметра пор, толщины мембраны и перепада давления. Полученные результаты обеспечивают условия для контролируемой иммобилизации наночастиц на поверхности мембраны, необходимой при изготовлении функциональных нанокомпозитных устройств, например, сенсоров.
Симметрии безмассовой КХД
В статье делается педагогический обзор некоторых теоретических результатов, касающихся воображаемого мира, в котором один кварк или несколько кварков имеют строго нулевую массу.
Взаимодействия экзотических нейтралино, образующих тёмную материю, с нуклонами в U (1) расширениях МССМ, происходящих из E6 ТВО
Сокращение аномалий в U (1) расширениях минимальной суперсимметричной (СУСИ) стандартной модели (МССМ), которые появляются в качестве низкоэнергетического предела E 6 Теории Великого Объединения (ТВО), предполагает наличие экзотической материи. Легчайшее экзотическое нейтралино в этих моделях может быть стабильным, внося вклад в плотность холодной тёмной материи. В работе рассматриваются взаимодействия таких нейтралино с нуклонами в рамках расширения МССМ с дополнительной U (1) N калибровочной симметрией (СE 6 ССM). В частности, изучаются ограничения на константы взаимодействия данных состояний, которые обусловлены экспериментами по поиску частиц тёмной материи. Полученные результаты обобщаются на другие СУСИ модели с дополнительной U (1) калибровочной симметрией, которые возникают из E 6 ТВО.
Операторы SMEFT в редких процессах с несколькими топ-кварками
В настоящее время эффективная теория поля Стандартной модели (SMEFT) является общепринятым формализмом для параметризации возможных отклонений от Стандартной модели и для объединения информации из различных каналов в рамках глобальных анализов. В данном обзоре рассматриваются релевантные исследования, в которых получены ограничения на коэффициенты Вильсона эффективных операторов размерности шесть из процессов рождения трёх и четырёх топ кварков. Показана комплементарность этих каналов, а также рассмотрены основные ограничения, проблемы и перспективы развития данного направления. Кроме того, приведены краткое введение в формализм SMEFT и обсуждение вопроса о возможном нарушении пертурбативной унитарности в рамках усечённого EFT-описания.
Структуры, магнитные состояния и индуцированные давлением явления в сложных наноразмерных магнитных оксидах
В работе представлены результаты недавних исследований кристаллической и магнитной структуры сложных наноразмерных оксидов марганца и железа, полученные методами нейтронной дифракции, рентгеновской дифракции и других комплементарных методов исследований в широком диапазоне термодинамических параметров (температуры и давления). В наноструктурированных манганитах La 1-x Sr x MnO 3 ( x =0.28−0.47) обнаружено сосуществование ферромагнитного (ФМ) и А-типа антиферромагнитного (АФМ) магнитных состояний, что указывает на образование наночастиц типа «ядро-оболочка» с различными структурными и магнитными особенностями внутренней и внешней компонент наночастицы. Воздействие высокого давления значительно изменяет соотношение долей ФМ и АФМ фаз в наноструктуированных манганитах. Для наноструктурированного феррита Zn 0.34 Fe 2.53 O 4 определено распределение атомов цинка и железа в кристаллической структуре, а также получены параметры кристаллической и магнитной структуры этого соединения. Обнаружено наличие кислородных вакансий и рассчитано их относительное количество. В соединении Zn 0.34 Fe 2.53 O 4 , а также в аналогичном феррите CoFe 2 O 4 при высоких давлениях наблюдается постепенный структурный фазовый переход из исходной кубической структуры типа шпинели в орторомбическую пост-шпинельную фазу. В случае феррита CoFe 2 O 4 обнаруженный фазовый переход сопровождается подавлением исходной ферримагнитной фазы. Примечательно, что в большинстве случаев наноразмерных манганитов и ферритов особенности кристаллической структуры и упорядоченных магнитных состояний заметно отличаются от соответствующих объёмных форм этих материалов. Подробно обсуждаются микроскопические структурные механизмы, ответственные за это различие. Исправлено: 24 апреля 2026 (были исправлены неверный порядок авторов и аффилиация одного из них)
Многофункциональный информационно-вычислительный комплекс ОИЯИ
Многофункциональный информационно-вычислительный комплекс (МИВК) ЛИТ ОИЯИ является ключевым звеном сетевой и информационно-вычислительной инфраструктуры ОИЯИ. МИВК рассматривается как уникальная базовая установка ОИЯИ и играет определяющую роль в научных исследованиях, для проведения которых требуются современные вычислительные мощности и системы хранения. Уникальность МИВК обеспечивается сочетанием всех современных информационных технологий от сетевой инфраструктуры с пропускной способностью от 2х100 Гбит/с до 4х100 Гбит/с, распределенной системой обработки и хранения данных, основанной на грид технологиях и облачных вычислениях, гиперконвергентной вычислительной инфраструктурой на жидкостном охлаждении для суперкомпьютерных приложений. Многофункциональность, высокая надежность и доступность в режиме 24х7x365, масштабируемость и высокая производительность, надежная система хранения данных, информационная безопасность и развитая программная среда являются основными требованиями, которым удовлетворяет МИВК. Надежность и доступность МИВК обеспечивается развитой системой высокоскоростных телекоммуникаций и современной локальной сетевой инфраструктурой, а также надежной инженерной инфраструктурой, обеспечивающей гарантированное энергообеспечение и холодоснабжение серверного оборудования. МИВК является основой для вычислительных экспериментов на ускорительном комплексе NICA. Эксперименты BM@N, MPD и SPD интенсивно используют все вычислительные компоненты и системы хранения данных МИВК. Являясь частью глобальной вычислительной сети LHC, МИВК выступает в качестве Tier1 сайта для эксперимента CMS на LHC и Tier2 сайта, обеспечивающего поддержку экспериментов на LHC и других крупномасштабных мировых экспериментов в области физики высоких энергий. Интегрированная облачная среда государств-членов ОИЯИ ориентирована на поддержку пользователей и экспериментов в России, Китае, США и др. (например, NICA, NOvA, Baikal-GVD, JUNO). Платформа HybriLIT с суперкомпьютером «Говорун» как основным ресурсом для суперкомпьютерных вычислений обеспечивает возможность как по разработке математических моделей и алгоритмов, так и для проведения ресурсоемких расчетов, в том числе на графических ускорителях, позволяющих развивать экосистему для задач ML/DL, анализа больших данных и квантовых вычислений на симуляторах.
Оборудование Синхрофазотрона и Нуклотрона для исследования поляризационных явлений
Разработка уникального криогенного источника поляризованных дейтронов POLARIS в конце 1970-х годов была очень плодотворной и значительно расширила инструментальную базу ОИЯИ для изучения нуклон-нуклонных взаимодействий, а также взаимодействий легчайших ядер с более тяжелыми ядрами. Экспериментальные данные по поляризационно-зависимым эффектам, полученные на Синхрофазотроне и Нуклотроне, существенно повлияли на понимание в мире сильных взаимодействий между адронами, а также структуры легчайших ядер (в первую очередь, дейтронов) на малых межнуклонных расстояниях. Эксперименты с поляризованными пучками дейтронов, протонов и нейтронов при промежуточных энергиях (несколько ГэВ) привели к созданию широкого сотрудничества между ЛФВЭ ОИЯИ и другими мировыми центрами (в СССР и России, Франции, США, Германии, Японии, Китае). В результате этого сотрудничества было получено много новых и неожиданных экспериментальных результатов. В частности, благодаря результатам работ в рамках проекта ALPOM/ALPOM2 были получены много новые уникальные результаты по электромагнитным форм-факторам нуклонов. Кроме того, открылись новые пути для экспериментальных исследований с поляризованными пучками 3 He . В этом направлении также были получены новые уникальные результаты. Обсуждаются необходимые технические разработки для спиновой программы на Нуклотрон/NICA.
Вычислительные схемы на основе непрерывного аналога метода Ньютона для численного исследования сложных физических систем в ОИЯИ
Развиваемый в ОИЯИ с 1970-х годов Непрерывный аналог метода Ньютона (НАМН) является одним из важнейших направлений исследований Лаборатории вычислительной техники и автоматизации (ЛВТА) — Лаборатории информационных технологий им. М. Г. Мещерякова. НАМН и его обобщения являются мощными инструментами для эффективного численного решения нелинейных задач в широком спектре сложных физических систем, изучаемых в ОИЯИ. В обзоре представлены общие принципы построения вычислительных схем на основе НАМН, описаны особенности разработки и применения НАМН для решения различных типов нелинейных задач, которые находились в центре внимания в разные годы. Более подробно представлены результаты по разработке и применению итерационных методов на основе НАМН, полученные за последние 20 лет. Исправлено: 17 марта 2026 года (дата изменения статьи изначально была написана с ошибкой (17.01.2026), правильное написание: 17.02.2026; дата принятия статьи изначально была написана с ошибкой (26.01.2026), правильное написание: 26.02.2026).
Ядерная оптика поляризованных нуклонов и ядер привысоких энергиях: исследования на комплексе Нуклотрон М–NICA
Преломление частиц (нуклонов, ядep, γ -квантов) в веществе с поляризованными протонами (ядрами) приводит к проявлению когерентного квазиоптического явления ядерной прецессии спина частиц (ядер) в псевдомагнитном поле вещества с поляризованными спинами и эффекта двулучепреломления частиц (ядер) со спином S ≥ 1, возникающих даже в неполяризованном веществе. Эти явления можно наблюдать и изучать на комплексе Нуклотрон М–NICA. Подобные эффекты для γ -квантов доступны для наблюдения на ускорителе LINAC. Когерентные квазиоптические явления поворота спина и спинового дихроизма обусловлены не только сильными взаимодействиями: T - и P -нечетные, T -нечетные P -четные и T -четные P -нечетные взаимодействия также вносят вклад. Исследование этих явлений позволяет получить ограничения на величину этих вкладов при энергиях, доступных на комплексе Нуклотрон М–NICA. При исследовании столкновений поляризованных частиц необходимо учитывать возможное влияние квазиоптических явлений поворота спина и спинового дихроизма, вызванных ядерной прецессией спина и двулучепреломлением.
Спиновые явления в квантовой хромодинамике
Рассматривается теория спиновых эффектов (с особым акцентом на T-нечетные) в КХД и ее развитие в ОИЯИ, включая некоторые личные воспоминания о совместной работе с А.В. Ефремовым. Анализ источников мнимых фаз и соответствующих ограничений в адронных кинематических переменных приводит к эффективному характеру (неуниверсальности) T-нечетных функций распределения, в отличие от универсальности T-нечетных функций фрагментации. В частности, модельные расчеты ГНР с явными T-нарушениями могут быть использованы для предсказания осцилляций T-нечетной поляризующей функции фрагментации. Рассматривается сравнение поляризационных эффектов в адронных и тяжелоионных столкновениях.
Ядро 8Be и состояние Хойла в диссоциации релятивистских ядер
Возможность регистрации в ядерной эмульсии событий фрагментации релятивистских ядер, обнаруженная еще в пионерскую эпоху физики космических лучей, открывает перспективу применения этого метода для изучения предельно холодных ансамблей ядер H и He в интересах развития физики ядерной кластеризации и, возможно, расширения сценариев ядерной астрофизики. Представлены результаты эксперимента БЕККЕРЕЛЬ в ОИЯИ по нестабильным состояниям в релятивистской диссоциации ядер в ядерной эмульсии, обеспечивающей полное детектирование фрагментов с рекордным разрешением. Согласно инвариантным массам, вычисленным на основе углов испускания идентифицируются распады 8 Be(0 + ), 8 Be(2 + ), 9 Be(1.7), 9 B, 6 Be, 12 С(0 + 2 ) или состояние Хойла и 12 C(3 – ). Вклад 8 Be(0 + ) и 12 С(0 + 2 ) возрастает с множественностью α-частиц. Их структура и разнообразие родительских ядер позволяет предположить слияние последних. Внедрение автоматизированной микроскопии для анализа облучений на ускорительном комплексе NICA ОИЯИ создает современную основу применения метода ядерной эмульсии.
Статистическая теория поля вынужденной магнитогидродинамической турбулентности
В обзоре представлены результаты применения подхода статистической теории поля к проблеме полностью развитой турбулентности в нерелятивистской трёхмерной магнитной гидродинамике (МГД), полученные за последние сорок лет. Обзор охватывает как общие физические аспекты МГД-турбулентности, так и необходимый математический аппарат статистической теории поля, включая элементы теории перенормировки и метода ренормализационной группы (РГ). Подход иллюстрируется на примере стохастической модели стационарной, локально однородной, полностью развитой трёхмерной МГД турбулентности в общем случае среды с нарушенной пространственной чётностью (спиральная МГД). В рамках этой модели РГ-методы позволяют установить существование нескольких инфракрасно-устойчивых скейлинговых режимов и вычислить критические размерности различных составных операторов, инфракрасные асимптотики корреляционных функций и амплитудные множители в скейлинговых законах, а также учесть влияние сжимаемости, анизотропии и т.п. Для важного класса спиральных МГД-систем полевой подход даёт элегантную формулировку фундаментальной проблемы крупномасштабного турбулентного динамо — а именно генерации крупномасштабного магнитного поля ⟨ b ⟩ = B (где b обозначает магнитные флуктуации) за счёт энергии турбулентных флуктуаций — через распад исходного неустойчивого вакуумного состояния ⟨ b ⟩ = 0 в результате динамического спонтанного нарушения симметрии в духе механизма Коулмана—Вайнберга с последующей стабилизацией теории в окрестности нового основного состояния ⟨ b ⟩ = B (режим динамо). Разработанная нами теоретико-полевая формулировка, вместе с обобщением стандартной фейнмановской диаграммной техники на режим динамо, позволяет не только рассматривать в единой схеме существующие теоретические подходы к спиральной магнитной гидродинамике (кинематическая МГД, теория крупномасштабного динамо), но и распространить РГ-формализм на режим динамо, который — в отличие от процедур замыкания, всё ещё широко применяемых в теории динамо, — особенно пригоден для исследования статистически стационарных турбулентных состояний. Богатство физики МГД в режиме динамо проявляется как в возникновении новых эффектов (поправки голдстоуновского типа к альфвеновским волнам, анизотропные поправки, связанные с переносом крупномасштабного поля), так и в теоретически предсказанной сильной зависимости наклона спектра магнитной энергии от степени нарушения зеркальной симметрии.
Исследование низкоэнергетической КХД в реакциях мезонов с кулоновским полем атомных ядер
Представлен обзор развития теоретических и экспериментальных исследований параметров низкоэнергетической КХД, начиная с первых работ в Лаборатории теоретической физики ОИЯИ до современных измерений в ЦЕРН. Кратко обобщён исторический контекст, а также новаторские теоретические подходы, применявшиеся в ОИЯИ для вычисления параметров мезонов в различных адронных моделях, заложившие основу для экспериментального предложения по изучению поляризуемости пиона в реакции радиационного рассеяния на ядрах. Первое наблюдение эффекта Комптона на пионе и первые измерения поляризуемости заряженного пиона и константы γ → 3 π , проведённые на ускорителе У-70, представлены как ключевые события, позволившие приступить к количественным исследованиям структуры мезонов и подчеркнувшие их влияние на феноменологию низкоэнергетической КХД. Дальнейший прогресс в теоретических прогнозах позволил выявить необходимость более высокоточных экспериментальных данных, что послужило стимулом для новых измерений с использованием пучков пионов в эксперименте COMPASS в ЦЕРН. Намечены планы будущих исследований в рамках эксперимента AMBER, где использование каонных пучков позволит провести прецизионные измерения поляризуемости каонов и связанных с ними низкоэнергетических констант, что улучшит понимание динамики сильных взаимодействий.