Физика 70-летие ОИЯИ DOI: 10.54546/NaturalSciRev.200901 Спиновая гидродинамика в графене и термовихревая намагниченность Рассматривается концепция релятивистской спиновой гидродинамики в контексте квазичастичной жидкости Дирака в графене. Разработана спиновая гидродинамическая модель для (2+1)-мерной системы фермионов в условиях малой спиновой поляризации. Анализ подтвердил, что термическая завихренность, удовлетворяющая условию глобального равновесия, также является решением уравнений спиновой гидродинамики. Кроме того, рассчитана намагниченность системы в состоянии глобального равновесия и выявлено новое явление — термовихревая намагниченность , которая обусловлена термической завихренностью и доступна для экспериментального наблюдения в графене. Амареш Джайсвал 23.10.2026
Физика DOI: 10.54546/NaturalSciRev.100901 Поляризованные дейтроны в режиме спиновой прозрачности на ускорительном комплексе NICА Обсуждаются особенности управления спиновой динамикой поляризованных дейтронов в ускорительном комплексе NICA (ОИЯИ, Дубна). Малый G -фактор дейтрона с одной стороны упрощает сохранение поляризации при ускорении до релятивистских энергий, с другой стороны это создает значительные технические трудности для контроля ориентации спина во время проведения экспериментов. Традиционные методы спин-ротатора, основанные на сильных поперечных магнитных полях, не могут быть использованы для дейтронов, поскольку они потребовали бы неприемлемо больших интегралов поля. В качестве решения предлагается режим спиновой прозрачности (ST-режим), который позволяет стабилизировать любое желаемое направление поляризации в заданной точке орбиты с помощью спиновых навигаторов, основанных на слабых квазистационарных магнитных полях. Проведен анализ сохранения поляризации дейтронов в кольцах Нуклотрона и коллайдера NICA для различных рабочих точек частот бетатронных колебаний. Для коллайдера NICA рассматриваются две реализации ST-режима: на одиночном целом спиновом резонансе ( γG = −1) при импульсе 13 ГэВ/c и в непрерывном диапазоне энергий с использованием двух соленоидальных змеек. Обсуждаются перспективы создания нового инжектора формы-8 для поляризованных дейтронов, который обеспечит ST-режим во всем диапазоне энергий без использования змеек и также откроет возможности для экспериментов с поляризованными пучками на внутренних и внешних мишенях. Ю. Н. Филатов, А. М. Кондратенко, М. А. Кондратенко, Е. Д. Цыплаков, А. В. Бутенко, В. П. Ладыгин, В. А. Лебедев, Е. М. Сыресин, Е. А. Бутенко 14.10.2026
Науки о жизни Исторические / юбилейные обзоры DOI: 10.54546/NaturalSciRev.100804 История развития и применения нейтронно-активационного анализа в медицинских и биологических исследованиях в СССР и России В 2026 году отмечаются две знаменательные даты в истории ядерной и аналитической науки: 100 лет со времени разработки метода изотопных индикаторов, который заложил основы ядерной медицины, и 90 лет со времени открытия нейтронно-активационного анализа (НАА). Оба события связаны с новаторскими исследованиями Дьёрдя де Хевеши. В ознаменование этих исторических дат в данном обзоре рассматривается развитие и применение НАА в клинической и экспериментальной медицине в Советском Союзе и России. Особое внимание уделено научно-исследовательским центрам, в которых применялся НАА, объектам исследований (биологическим материалам) и решаемым медицинским задачам, а также основным научным достижениям. В обзоре прослеживается история создания более 20 исследовательских ядерных реакторов в СССР и формирования специализированных научно-исследовательских подразделений, применяющих НАА для решения биомедицинских задач. Исследования представлены в хронологическом порядке. Они охватывают изучение содержания химических элементов в биологических жидкостях, тканях, органах, клетках и биомолекулах в норме и при патологии, а также работы с использованием стабильных изотопных индикаторов, изучение фармакокинетики лекарственных препараторов и контрастных веществ, наночастиц и проведение уникальных измерений in vivo . В обзоре подчёркивается, что нейтронно-активационный анализ обладает важными преимуществами, включая возможность проведения многоэлементного анализа, высокую чувствительность и способность определять содержание микроэлементов в биологических системах без сложной пробоподготовки. Эти возможности способствовали развитию фундаментальных медико-биологических исследований и созданию новых диагностических подходов. Исторический опыт свидетельствует о значительном вкладе советских и российских учёных в применение НАА в медицине и создаёт основу для оценки сохраняющейся научной значимости этого метода. В. Зайчик, М. Фронтасьева, И. Зиньковская 29.09.2026
Науки о жизни 70-летие ОИЯИ DOI: 10.54546/NaturalSciRev.200805 Сравнительный анализ хромосом человека и макаки-резус (Macaca mulatta) с использованием многоцветных FISH-зондов человека Мы установили гомологию между хромосомами человека и макаки-резус ( Macaca mulatta ) с помощью мощного современного метода молекулярной цитогенетики: многоцветной флуоресцентной гибридизации in situ (mFISH). mFISH позволяет классифицировать хромосомы млекопитающих на основе их ДНК-содержания, а не только на основе морфологических признаков, таких как чередование бэндов. Кариотип M. mulatta состоит из 42 хромосом: 20 пар аутосом и половых хромосом X и Y. Мы подтвердили выраженное сходство между геномами человека ( Homo sapiens, HSA ) и макаки ( Macaca mulatta, MMU ): 16 из 22 хромосом макаки показали гомологию с одной из хромосом человека, и 13 из них имеют те же порядковые номера в кариотипе, что и хромосомы человека. Только три хромосомы макаки показывают сигналы гибридизации от двух хромосом человека, а один зонд человека для хромосомы 2 метит две пары акроцентрических хромосом обезьяны. В целом, ожидается, что mFISH станет незаменимым инструментом при сравнительном анализе хромосом. Е. Насонова, Н. Кошлань, И. Кошлань 11.09.2026
Физика 70-летие ОИЯИ DOI: 10.54546/NaturalSciRev.200804 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. М. Ю. Ташметов, Б. Н. Мадаминов 11.09.2026
Математические и компьютерные науки DOI: 10.54546/NaturalSciRev.100803 Неинтегральная геометрия: дополнительный член fA как регуляризирующий вклад В данной работе мы сначала описываем основные принципы неинтегральной геометрии. Неинтегральная геометрия — это новая область теории обобщенных функций (распределений), где исследованы эффекты нарушения симметрии меры интегрирования. В свою очередь, несимметричная мера интегрирования (неинвариантная мера) приводит к комплексной форме универсального, не зависящего от размерности, обратного оператора с дополнительными вкладами по сравнению с методами интегральной геометрии. Дополнительный член с комплексной мерой интегрирования служит для расширения, улучшающего процедуру реконструкции изображения. Затем мы доказываем, что этот дополнительный член f A в универсальных обратных преобразованиях Радона играет роль регуляризующего вклада. В частности, мы показываем, что благодаря наличию f A соответствующие комплексные сингулярности могут быть устранены в процессе реконструкции изображения. И. В. Аникин 02.09.2026
Физика Исторические / юбилейные обзоры 70-летие ОИЯИ DOI: 10.54546/NaturalSciRev.200803 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. С. А. Горбунов, Н. С. Коновалова, Н. М. Окатьева, Н. Г. Полухина, Т. В. Щедрина, Н. И. Старков, Е. Н. Старкова, А. Е. Волков 20.08.2026
Физика Математические и компьютерные науки DOI: 10.54546/NaturalSciRev.100802 Мультивариантивный амплитудный анализ каскадных распадов частиц на основе фитирования методом ближайших соседей Оценка правдоподобия методом ближайших соседей реализована в задаче мульвариативного амплитудного анализа каскадных распадов частиц. В этом подходе для описания экспериментальных данных используются Монте-Карло события с весами, зависящими от фитируемых параметров теоретической модели распадов. Каждое из взвешенных событий рассматривается как отдельных вклад в N-мерную функцию плотности вероятности в своей окрестности в пространстве параметров. При этом не требуется ни аналитической модели распадов, ни вычислительно затратной регенерации функции плотности вероятности на каждом шаге фита. Предлагаемый метод позволяет сохранить точную оценку эффектов реконструкции событий в детекторе, не требует больших вычислительных мощностей и может быть эффективно распараллелен для работы на многоядерных ЦПУ. Приведены общее описание настроек фита и демонстрационный пример амплитудного анализа распадов B-мезонов. И. В. Елецких, А. О. Васюков 13.08.2026
70-летие ОИЯИ DOI: 10.54546/NaturalSciRev.200802 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) Б. Гоу, В. П. Ладыгин, Н. Н. Николаев, Ф. Ратманн, А. Я. Силенко, Ю. Н. Узиков 22.07.2026
Физика DOI: 10.54546/NaturalSciRev.100801 Обработка данных экспериментов KEDR и BESIII для R(s) ℯ+ℯ- аннигиляции в теоретико-возмущенческой КХД и определение αs Экспериментальные данные, полученные коллаборациями KEDR и BESIII при энергиях ниже порогов рождения очарованных кварков, сравниваются с выражениями квантовой хромодинамики (КХД) для безмассового случая (отношение \(R\) в процессе \(e^+e^-\)-аннигиляции), обрезанными на различных порядках теории возмущений. Результаты фитирования демонстрируют зависимость определяемых значений \(\alpha_s(M_Z)\) от порядка обрезания соответствующих приближений. Аппроксимация объединенных данных KEDR и BESIII (с учетом обрезания на масштабе массы \(J/\psi\)-мезона) в приближениях следующего за главным (NLO), следующего за следующим за главным (NNLO) и следующего за следующим за следующим за главным (N3LO) порядков дает следующие результаты: \(\alpha_s(M_Z)=0.1151_{-0.0069}^{+0.0052}\), \(\alpha_s(M_Z)=0.1190_{-0.0081}^{+0.0064}\) и \(\alpha_s(M_Z)=0.1283_{-0.0075}^{+0.0028}\). Наблюдаемая тенденция к росту значений \(\alpha_s(M_Z)\) при повышении порядка приближения связана с влиянием кинематических вкладов типа \(\pi^2\) в коэффициенты отношения \(R\) (не полностью контролируемых в рамках асимптотических разложений теории возмущений), которые возникают вследствие аналитического продолжения из области пространственно-подобных энергий в область времени-подобных энергий. Обсуждаются вопросы применения разложений теории возмущений фиксированного порядка и учета эффектов аналитического продолжения. Исправлено: 28 июля 2026 (внесены изменения в уравнения (12)–(14), также после них было добавлено ещё одно уравнение) А. Л. Катаев, К. Ю. Тодышев 28.07.2026
Науки о Земле и окружающей среде DOI: 10.54546/NaturalSciRev.200801 Анализ содержания микроэлементов в продуктах питания и напитках методом нейтронно-активационного анализа: обзор основных принципов, эффективности и практической пользы Являясь одной из приоритетных задач устойчивого глобального развития, продовольственная безопасность требует внимания как к количеству, так и к качеству пищевых продуктов. В данном контексте микроэлементы представляют сложную проблему для продовольственной безопасности: они могут быть полезны как эссенциальные микронутриенты или вредны как токсичные загрязнители, ставящие под угрозу безопасность продуктов питания и здоровье населения. Следовательно, для проверки качества, подлинности и прослеживаемости продуктов питания используются передовые аналитические инструменты, в частности элементный анализ. С момента первого применения в 1936 году нейтронно-активационный анализ зарекомендовал себя как мощный аналитический метод для определения элементного состава самых разнообразных образцов. Широкое распространение метода обусловлено его многочисленными преимуществами, включая многоэлементность, неразрушающий характер, высокую чувствительность и точность, сверхнизкие пределы обнаружения и простую пробоподготовку. Эти преимущества обусловили его использование в таких ключевых областях, как безопасность пищевых продуктов, сельское хозяйство и экологический мониторинг. В статье представлено введение в биологическую роль и токсичность микроэлементов, обсуждаются основные принципы, преимущества и ограничения нейтронно-активационного анализа, а также дан обзор применений НАА в анализе пищевых продуктов, наряду с кратким изложением основных результатов. И. Зиньковская, Д. Гроздов 13.07.2026
Физика Исторические / юбилейные обзоры 70-летие ОИЯИ DOI: 10.54546/NaturalSciRev.200709 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. В. Л. Аксенов, А. Е. Верхоглядов, М. М. Подлесный, Е. П. Шабалин 30.06.2026
В ОИЯИ состоялось заседание Редакционного совета Natural Science Review 16 сентября 2025 года в Доме международных совещаний ОИЯИ в смешанном формате прошла первая встреча Международного научного редакционного совета (МНРС) журнала Natural Science Review, который выпускает Объединенный институт ядерных исследований. 25.09.2025
Специальный выпуск Natural Science Review в честь 70-летнего юбилея ОИЯИ выйдет в 2026 году В честь предстоящего 70-летнего юбилея Объединенного института ядерных исследований, празднование которого состоится 26 марта 2026 года, Natural Science Review объявляет набор статей в специальный выпуск журнала. 06.03.2025
Обращение главного редактора Дорогие коллеги! Перед вами первый номер научного журнала Natural Science Review. Мы рассматриваем появление этого журнала как важное событие в профессиональной жизни всего научного сообщества исследователей, работающих в сфере естественных, технических и смежных наук. 28.12.2024
