Из ядра атома вглубь Вселенной. Чем прославились физики из Дубны?
65 лет назад, 26 марта 1956 года, представители Советского Союза и ещё 10 стран подписали соглашение, целью которого было объединить их научный и материальный потенциалы для изучения фундаментальных свойств материи. А через год, 1 февраля 1957 года, ООН зарегистрировала Объединённый институт ядерных исследований (ОИЯИ).
Сегодня этот находящийся в подмосковной Дубне институт является научным центром мирового уровня. Он осуществляет программу исследований свойств ядерной материи, в том числе в рамках нацпроекта «Наука и университеты».
В поисках «острова стабильности»
У Объединённого института ядерных исследований передовые позиции в мире сразу по трём направлениям — физике частиц, ядерной физике и физике конденсированных сред. На его долю приходится около 40 открытий, получивших мировое признание.
Важнейшим достижением последних лет стало открытие новых сверхтяжёлых элементов Периодической системы Менделеева с атомными номерами от 113-го до 118-го. Их синтез подтвердил обоснованность выдвинутой учёными ОИЯИ гипотезы о наличии «острова стабильности» в области сверхтяжёлых ядер. Ранее признанием их выдающегося вклада в современную физику и химию стало решение Международного союза чистой и прикладной химии присвоить 105-му элементу Периодической таблицы название «дубний» — в честь города Дубны. Ещё одним подтверждением вклада ОИЯИ в развитие фундаментальной науки было решение Генассамблеи ООН объявить 2019 год Международным годом Периодической таблицы химических элементов.
С ноября 2020-го по январь 2021го на новой Фабрике сверхтяжёлых элементов ОИЯИ был проведён первый эксперимент по синтезу изотопов московия. Зарегистрировано 55 цепочек распада ядра московия-288 и 6 цепочек московия-289. Это почти в два раза превышает число данных изотопов, синтезированных ранее на ускорителе У-400, который был предшественником Фабрики сверхтяжёлых элементов, за период с 2003 по 2012 годы.
Что внутри нейтронных звёзд?
Амбициозные эксперименты институт проводит в области физики частиц. В ОИЯИ реализуют проект класса «мегасайенс» — коллайдер NICA. Это новый ускорительный комплекс, который создаётся на базе института в рамках нацпроекта «Наука и университеты». Цель комплекса — изучение свойств плотной барионной материи.
В ноябре прошлого года премьер-министр Михаил Мишустин, вице-премьер Дмитрий Чернышенко и глава минобрнауки Валерий Фальков произвели технологический пуск одного из основных блоков NICA — сверхпроводящего бустерного синхротрона (бустера). Событию предшествовала длительная подготовка. А после того, как коллайдер заработает в полном объёме, физики смогут воссоздать в лабораторных условиях особое состояние вещества, в котором находилась наша Вселенная сразу после Большого Взрыва — кварк-глюонную плазму. Кроме того, учёные выполнят много инновационных и прикладных исследований, востребованных в различных областях экономики.
На базе проекта NICA действуют две международные коллаборации, третья в процессе формирования. Уже получены кое-какие результаты — открыты новые перспективы исследования структуры ядра атома. Благодаря этому физики смогут понять свойства материи в нейтронных звездах. В коллаборацию, в рамках которой проводится эксперимент, входят 240 физиков и инженеров из 11 стран, в том числе из Германии, Франции, США и Израиля. Комплекс NICA будет обеспечивать пучки ионов высоких энергий, которые играют важную роль в дальнейшем ходе эксперимента.
Как поймать нейтрино
13 марта в рамках проведения Года науки и технологий и празднования 65-летия образования ОИЯИ прошёл торжественный пуск установки «Байкальский глубоководный нейтринный телескоп». Его осуществил министр науки и высшего образования Валерий Фальков вместе с директором ОИЯИ Григорием Трубниковым, директором ИЯИ РАН Максимом Либановым и ректором ИГУ Александром Шмидтом.
Главная задача нейтринного телескопа — обнаружение источников нейтрино сверхвысоких энергий, исследование эволюции галактик и Вселенной. Прибор станет основой развития нейтринной астрономии и астрофизики. Уже сегодня он является самым крупным нейтринным телескопом в Северном полушарии.
Кроме фундаментальной науки, сотрудники Объединённого института ядерных исследований занимаются прикладными исследованиями — радиационными и радиобиологическими. Они применимы в современной медицине. Учёные разработали принципиально новый метод повышения биологической эффективности пучков протонов и гамма-терапевтических установок. Подход основан на применении препарата, используемого в онкологической практике. Это позволяет увеличить эффективность протонных и углеродных ускорителей для терапевтических целей.
Специалисты ОИЯИ и Медицинского радиологического научного центра имени А. Ф. Цыба успешно провели предклинические исследования нового метода на опухоли меланомы, привитой мышам. Кроме того, они изучили действие ускоренных протонов на сетчатке глаза животных. Результаты работы важны для решения фундаментальной проблемы повреждения и восстановления клеток и тканей.
К 65-летию Объединённого института ядерных исследований в Дубне запущена мультимедийная выставка. А 27 марта состоится торжественное открытие памятной доски по случаю присвоения одной из улиц города имени академика Дмитрия Васильевича Ширкова. Этот учёный получил мировое признание в области теоретической физики элементарных частиц и был соавтором монографии по теории квантованных полей, ставшей главным учебником для нескольких поколений физиков-теоретиков. А также являлся одним из первых сотрудников образованного в 1956 году Объединённого института ядерных исследований.