Лаборатория теории атомного ядра

Сокращенное название: ЛТАЯ

В составе структурного подразделения::

Телефон: +7 495 939 49 05

Сайт: http://danp.sinp.msu.ru/LTAN/Ltan.htm

Адрес: Россия, Москва, микрорайон Ленинские Горы, 1с5 (19 корпус), комната 3-05

 

Лаборатория теории атомного ядра

Лаборатория теории атомного ядра (ЛТАЯ) создана в 1979 году. Образована ЛТАЯ на основе Сектора теории ядра, входившего в Лабораторию ядерных реакций (ЛЯР), которая в то же время была преобразована в Отдел физики атомного ядра (ОФАЯ). С момента образования и до конца 2012 года руководителем ЛТАЯ был профессор Владимир Германович Неудачин, возглавлявшим до этого Сектор теории ядра в ЛЯР. С конца 2012 года по настоящее время ЛТАЯ руководит профессор Владимир Иосифович Кукулин.

ЛТАЯ занимается исследованием широкого спектра проблем теории атомного ядра, а именно изучением разделов теоретической и математической физики в рамках темы «Взаимодействие составных частиц и методы симметрии в ядерной и субъядерной физике». Среди фундаментальных проблем можно отметить следующие:
– современная теория ядерных сил, исходные положения которой обоснованы квантовой хромодинамикой;
– роль кварковых и адронных степеней свободы в нуклонах и легчайших ядрах в процессах при промежуточных энергиях;
– роль дибарионов в адронных процессах при промежуточных энергиях;
– квантовая теория рассеяния нескольких частиц и ее приложение к физике ядерных реакций;
– теория взаимодействия составных (построенных из фермионов-конституэнтов) частиц;
– исследование структуры гиперядер и суперядер;
– алгебраические методы в теории ядра;
– создание математического аппарата теории симметрии и суперсимметрии, изучение свойств квантовых алгебр и групп, их применение в теоретической и математической физике;
– построение полностью микроскопической теории легких ядер на базе новых суперкомпьютерных технологий;
– кластерная модель ядра и теория кластерного распада;
– теория ядерных реакций передачи, выбивания кластеров и реакций, вызываемых тяжелыми ионами;
– изучение новых безнейтронных процессов термоядерного синтеза в горячей плазме.

За долгие годы существования ЛТАЯ ее сотрудниками сделано немало успешных достижений, из них многие вошли в анналы современной науки, отметим следующие:
– предложение и теоретическое обоснование новых методов исследования структуры тонких пленок, атомов и молекул – (е,2е) и (е,3е) спектроскопии (авторы этого метода В.Г. Неудачин и Ю.Ф. Смирнов награждены Ломоносовской премией);
– открытие конфигурационного расщепления гигантского дипольного резонанса у легких атомных ядер, сделанное совместно с сотрудниками других подразделений НИИЯФ МГУ (диплом на открытие №342);
– построение дибарионной концепции ядерных сил (диплом за лучшую публикацию года в журналах Российской Академии наук);
– создание микроскопической теории кластерной радиоактивности;
– обоснование перспектив использования нового топлива для термоядерных реакторов, дающего существенно меньшие, чем стандартное DT-горючее, нейтронные потоки на стенки реактора;
– развитие новых ядерно-физических методик для диагностики т/я плазмы;
– создание метода экстремальных проекторов для очень широкого класса симметрий Ли (всех полупростых алгебр Ли, классических супералгебр Ли, аффинных алгебр и супералгебр Каца-Муди и всех их квантовых аналогов);
– построение полной теории SU(3)-спина и квантовой деформации алгебры Пуанкаре;
– построение явных выражений универсальной R-матрицы для q-деформаций широкого круга алгебр и супералгебр Ли;
– открытие нового типа квантовых деформаций аффинных алгебр и супералгебр.

Также сотрудниками ЛТАЯ создано много новых теоретических методов и эффективных подходов, позволяющих решать актуальные задачи современной физики, в частности:
– разработана новая мультикластерная динамическая модель легких ядер, впервые позволившая количественно объяснить без привлечения подгоночных параметров большой круг экспериментальных данных для ряда легких ядер (6He-6Li-6Be, 7Li-7Be, 9Be-9B и т.д.);
– предложен новый класс вариационных подходов, так называемый стохастический вариационный метод, успешно примененный позже многими авторами для расчетов ядерных, гиперядерных, атомных, мезоатомных и мультикварковых систем;
– разработан принципиально новый тип потенциалов для описания барион-барионного взаимодействия – Московский NN потенциал;
– разработана новая концепция ядерных сил, основанная на идеи об образовании промежуточного дибариона, одетого сильными мезонными полями, плодотворность которой подтверждена в серии исследований NN рассеяния, структуры дейтрона и трехнуклонных ядер;
– построена теория рассеяния нескольких частиц в ортогональном подпространстве и получены модифицированные уравнения Фаддеева и Фаддеева-Якубовского. На основе этой новой теории построены ряды теории возмущения, которые сходятся при всех энергиях, а также создана новая теория распада многочастичных резонансов;
– развит новый метод решения обратной задачи рассеяния, позволяющий учесть погрешности и неполноту исходных данных и работать непосредственно с сечением рассеяния, а также с векторными и тензорными анализирующими способностями;
– разработаны перспективные методы теоретического описания взаимодействия составных частиц – кластеров, ядерных реакций выбивания и передачи кластеров, распада ядер с испусканием составных фрагментов;
– построен нелокальный нуклон-нуклонный потенциал, с высокой точностью описывающий свойства двух- трех- и четырехнуклонных систем, удобный для применения в расчетах более тяжелых ядер.

Многие представленные выше методы и подходы находятся в процессе постоянного совершенствования и развития, в частности:
– на основе оригинальной дибарионной концепции ядерных сил в ЛТАЯ развивается (в сотрудничестве с экспериментаторами из Юлиха) последовательная модель для описания процессов двухпионного рождения в адронных соударениях;
– развиваются новые технологии расчетов в квантовой теории рассеяния на основе параллельных вычислений с использованием графических процессоров;
– планируется обобщение подхода безмодельного описания легких ядер на непрерывный спектр, что позволит описывать энергии и ширины резонансных состояний и ядерные реакции;
– предполагается получить и исследовать новые квантовые деформации релятивистского пространства-времени и его суперрасширения, что важно для построения суперсимметричных моделей квантовой гравитации с положительной космологической константой.

В течение последних 15 лет сотрудники ЛТАЯ участвуют в проектах Института теоретической физики Тюбингенского университета с поддержкой Немецкого Научно-исследовательского Общества (DFG), в большом проекте «Моделирование легких ядер на суперкомпьютерах» совместно с Тихоокеанским госуниверситетом, университетом штата Айова и другими университетами США, который поддержан исследовательскими программами SciDAC и INCITE, финансируемыми Министерством энергетики США (Us DoE).

По результатам работ, выполненных в ЛТАЯ, опубликовано множество статей в ведущих международных журналах и несколько монографий. Сотрудники ЛТАЯ получили много престижных российских и международных грантов, включая грант Президента России. Работы сотрудников ЛТАЯ отмечены Ломоносовской премией, дипломом о научном открытии Комитета по изобретениям и открытиям СССР и дипломом МАИК/Интерпериодика за лучшую публикацию года.

ЛТАЯ активно сотрудничает с Университетом штата Айова (США), Институтом теоретической физики Тюбингенского университета (Германия), Институтом теоретической физики Вроцлавского университета (Польша), факультетом математики Гетеборгского университета ( Швеция), факультетом ядерных наук и физической инженерии Чешского технического университета в Праге, Воронежским госуниверситетом, Тихоокеанским госуниверситетом (Хабаровск) и ОИЯИ (Дубна).