Новости

Новый метод вычислений позволит повысить точность экспериментов на электрон-позитронных коллайдерах во всем мире

26.12.2025

Физика элементарных частиц – наука экспериментальная.  На ускорителях измеряются параметры частиц и изучаются их взаимодействия. Теория опирается на данные, полученные в таких экспериментах. Однако и эксперимент не может обойтись без теории. Поиск и изучение новых явлений невозможны без точных теоретических расчетов свойств известных процессов. Повышение точности теоретических предсказаний – очень сложная задача, которая, как правило, формулируется в рамках теории возмущений. В этом подходе различные вклады в наблюдаемые величины изображаются диаграммами Фейнмана. Причем, чем выше точность вычисления, тем более сложные диаграммы (с бОльшим числом вершин и петель) нужно учитывать. До недавнего времени достаточно было учитывать только диаграммы без петель (так называемое древесное приближение) и с одной петлей.  Следующее поколение коллайдерных экспериментов уже будет иметь точность, для которой такие вычисления недостаточны. Теоретики ИЯФ СО РАН разработали новый метод и алгоритм для расчета многопетлевых поправок, который позволит получать высокоточные теоретические предсказания, необходимые не только для собственных экспериментов на коллайдере ВЭПП-2000, но и на BEPC-II (Китай), SuperKEKB (Япония) и проектируемом FCC-ee (ЦЕРН).

В России запатентована методика контроля геометрии сложных конструкций, она была применена при реализации проекта ИТЭР

18.12.2025

Специалисты Института ядерной физики им. Г. И. Будкера СО РАН (ИЯФ СО РАН) вместе со своими российскими и зарубежными коллегами работают над созданием экспериментального термоядерного реактора ИТЭР (ITER, International Thermonuclear Experimental Reactor). ИТЭР представляет собой токамак (тороидальную камеру с магнитными катушками), задача которого состоит в демонстрации принципиальной возможности использования термоядерной энергии. ИЯФ СО РАН в рамках проекта ИТЭР разрабатывает и производит диагностические защитные модули (ДЗМ), а также часть диагностик систем измерения термоядерной мощности в реакторе. Основным материалом для изготовления всех этих элементов является сталь, разработанная специально для атомной энергетики. Еще одна конструкционная особенность деталей заключается в наличии сложной и разветвленной системы каналов водяного охлаждения, которая необходима для снятия тепла с поверхности материала. Чтобы система работала эффективно, все каналы, длина которых может достигать двух метров, должны быть суперпрямолинейными. Для проверки геометрических параметров каналов специалисты ИЯФ СО РАН разработали собственную уникальную методику, которая была запатентована. Правообладателем патента является Госкорпорация «Росатом», специалисты ИЯФ СО РАН могут использовать ее в рамках работы в институте.

В Новосибирске стартует проект «Наука в гости»: ученые-волонтеры будут рассказывать о физике детям, находящимся на длительном лечении в больницах города

02.12.2025

Новосибирский проект «Наука в гости» стал победителем конкурса «Практики личной филантропии и альтруизма» Благотворительного Фонда В. Потанина в 2025 г. Из 259 заявок, пришедших на конкурс из 29 регионов, отбор прошли всего 56. Из Новосибирской области грант в размере 500 000 рублей получила студентка магистратуры физического факультета Новосибирского государственного университета (ФФ НГУ) старший лаборант Института ядерной физики им. Г.И. Будкера СО РАН (ИЯФ СО РАН) Анна Шуклина. Также одним из организаторов проекта «Наука в гости» является научный сотрудник ИЯФ СО РАН кандидат технических наук Светлана Иваненко. В течение пяти месяцев ученые-волонтеры из команды проекта будут проводить регулярные занятия по физике для детей, находящихся на длительном лечении в отделениях Новосибирской областной клинической больницы и НМИЦ им. ак. Е.Н. Мешалкина. Проект стартует в январе 2026 г., а сейчас организаторы набирают волонтеров. 1 декабря 2025 г. в НГУ прошла встреча со студнетами различных факультетов НГУ - на нее пришли более 20 человек. 

Источники излучения с рекордной мощностью в недоступном ранее интервале терагерцевых частот созданы в России

20.11.2025

Научные сотрудники Института ядерной физики им. Г. И. Будкера СО РАН (ИЯФ СО РАН) в тесной коллаборации с коллегами из Института прикладной физики им. А.В. Гапонова-Грехова РАН (ИПФ РАН) осуществили цикл исследований, направленных на разработку методов генерации мощных (мультимегаватных) потоков терагерцевого (ТГц) излучения для интервала частот 0.15 – 1.5 ТГц (длина волны 2 – 0.2 мм). Эти исследования базируются на использовании получаемых на ускорителях ИЯФ СО РАН пучков релятивистских электронов с током от единиц до десятков килоампер с уникально малым разбросом скоростей, что открывает возможность генерации субгигаватной импульсной мощности в потоке излучения для указанного интервала частот. Разрабатываемый принципиально новый метод генерации излучения, который базируется на коллективном торможении электронов пучка на волнах в плазме, уже обеспечил достижение уровня мощности выше 10 МВт в окрестности 0.2 ТГц, что является рекордом для настоящего времени. Проведенные фундаментальные исследования заложили основу для создания мощных генераторов, которые необходимы для новых методов трансформации структуры и свойств материалов, а также для высокоразрешающей локации объектов. Результаты, достигнутые совместной работой научных групп из двух институтов РАН, опубликованы в высокорейтинговых научных журналах IEEE Transactions on Plasma Science, «Физика плазмы», «Письма в журнал технической физики», а также отмечены премией РАН для коллектива молодых ученых.

Актуальные для термоядерной энергетики и материаловедения реакции изучили новосибирские физики

06.11.2025

Специалисты Института ядерной физики им. Г.И. Будкера СО РАН (ИЯФ СО РАН) провели эксперименты на ускорительном источнике нейтронов VITA, которые закрыли ряд пробелов в базах данных сечений ядерных реакций. Физики смогли с высокой точностью измерить вероятности рождения тех или иных частиц в результате столкновения протона и дейтрона с литием и бором. Полученная информация является фундаментальной, но будет использоваться в прикладных целях. Столкновение дейтрона и лития дает реакции с выделением большого потока быстрых нейтронов, что актуально для задач материаловедения, например, для тестирования образцов в экстремальных радиационных условиях. Одна из реакций протона и бора, наоборот, проходит без выделения нейтронов, и мировое физическое сообщество рассматривает ее как одну из возможных для развития безнейтронных термоядерных реакторов. Результаты в виде пяти статей опубликованы в журнале Nuclear Inst. and Methods in Physics Research B, одной статьи в журнале Physics of Atomic Nuclei и внесены в международные базы данных.

Эллиптический ондулятор для генерации излучения успешно прошел проверку

23.10.2025

Центр коллективного пользования «Сибирский кольцевой источник фотонов» (ЦКП «СКИФ») – это специализированный источник синхротронного излучения (СИ) поколения «4+». Он позволит биологам, химикам, археологам и др. вывести свои эксперименты на качественно новый уровень, так как с его помощью станет возможным изучать объекты на атомарном уровне. Одними из основных источников излучения любого синхротрона являются вигглеры и ондуляторы. Это два типа магнитных систем, попадая в которые, пучок электронов начинает двигаться зигзагообразно, тем самым генерируя СИ и повышая его интенсивность. Пользовательские станции первой очереди будут оснащены четырьмя ондуляторами, двумя вигглерами и одним жестким поворотным магнитом. Специалисты Института ядерной физики им. Г. И. Будкера СО РАН (ИЯФ СО РАН) спроектировали, произвели, а теперь начали финальные измерения уникального электромагнитного ондулятора для поляризационных экспериментов на станции «Электронная структура». Осенью его установят в ЦКП «СКИФ».

Завершен производственный этап создания компонентов устройства для диагностики плазмы в ИТЭР

08.10.2025

Институт ядерной физики им. Г. И. Будкера СО РАН (ИЯФ СО РАН) входит в пул российских научных и производственных организаций, принимающих участие в реализации проекта международного экспериментального термоядерного реактора ИТЭР (ITER, International Thermonuclear Experimental Reactor, Франция). Основными направлениями ИЯФ СО РАН по проекту ИТЭР являются разработка, производство и интеграция четырех диагностических портов – стальных модулей со сложной системой каналов водяного охлаждения, оптических и вакуумных каналов; а также производство двух диагностических систем для измерения термоядерной мощности в реакторе. На данный момент завершен один из первых производственно-технологических этапов изготовления диагностики – диверторного монитора нейтронного потока (ДМНП). Произведен комплект первоплазменных элементов ДМНП, которые представляют собой коммутационные коробки, предназначенные для установки на теле вакуумной камеры ИТЭР для защиты и фиксации электрических линий связи (кабелей вывода электрического сигнала). Качество и точность изготовления всех элементов ИТЭР находятся на беспрецедентно высоком технологическом уровне, но при этом процесс контрольной сборки первоплазменных компонентов ДМНП настолько прост, что его можно сравнить с конструктором. 

Оптические неоднородности на поверхности золота являются причиной затухания терагерцевых поверхностных волн

02.10.2025

Дальнейшее качественное развитие микроэлектронной промышленности и сферы телекоммуникаций связано с изучением физиками терагерцевого (ТГц) диапазона. Терагерцевые частоты, в отличие от широко используемых СВЧ, за счет большей частоты излучения потенциально способны передавать больший объем данных (порядка Тбит/с), на что сегодня нацелены разработчики систем беспроводной связи поколения 6G. Также ТГц частоты позволяют выполнять вычисления с высокой скоростью, а это в будущем может повысить производительность процессоров в сотни раз. Использование поверхностных плазмон-поляритонов (ППП), которые представляют собой комплекс связанных колебаний поверхностной электромагнитной волны и волны зарядов на поверхности проводника, позволяет преодолеть ограничения микроэлектроники за счет объединения ее с фотоникой. Плазмонные компоненты, носителями информации в которых выступают ППП, являются основными элементами систем связи терагерцевого диапазона частот. Во всем мире идет активное изучение свойств и возможностей ППП на различных материалах и структурах. Специалисты Института ядерной физики им. Г.И. Будкера СО РАН (ИЯФ СО РАН) в своем недавнем исследовании, проведенном на Новосибирском лазере на свободных электронах (НЛСЭ), раскрыли причину отличия расчетной длины распространения ППП на металле от измеренной. Оказалось, что все дело не столько в омических потерях ППП в приповерхностном слое металла, по которому они «бегут», как считалось ранее, сколько в рассеянии ППП на его оптических неоднородностях и шероховатостях. Результаты опубликованы в Journal of Infrared Millimeter and Terahertz Waves (Springer Nature).

Созданы самые мощные магниты ЦКП «СКИФ»

18.09.2025

Специалисты Института ядерной физики им. Г.И. Будкера СО РАН (ИЯФ СО РАН) закончили сборку диполей с постоянными магнитами (внутреннее название – BPC) для накопительного кольца Центра коллективного пользования «Сибирский кольцевой источник фотонов» (ЦКП «СКИФ»).  Все 16 устройств уже прошли этап измерения, было получено магнитное поле 2.15 Тесла. Эти магниты будут генерировать особенно жесткое синхротронное излучение (СИ), расширяя экспериментальные возможности источника. Из-за того, что магнитное поле в данном виде диполей нельзя выключить, сборка таких устройств требует от специалистов большого опыта и осторожности. 

Физики подтвердили возможность использования композитных графеновых пленок для создания терагерцевых плазмонных интегральных схем

04.09.2025

Специалисты Института ядерной физики им. Г. И. Будкера СО РАН (ИЯФ СО РАН) совместно с коллегами из Института физики полупроводников им. А. В. Ржанова СО РАН (ИФП СО РАН) исследовали оптические свойства композитных пленок из графеновых наночастиц при помощи терагерцевого (ТГц) излучения Новосибирского лазера на свободных электронах (НЛСЭ). Впервые они продемонстрировали, что слои данного материала можно использовать для генерации и распространения поверхностных плазмон-поляритонов (ППП) – разновидности не излучаемой в пространство электромагнитной волны, способной распространяться по поверхности материала.  При помощи таких волн можно изучать оптические свойства приповерхностного слоя проводника, от которых зависит энергоэффективность интегральных схем.  Возможность генерации ППП на графеновых пленках позволит в будущем использовать такие композитные материалы, толщиной в сотни нанометров для создания плазмонных компонент систем связи терагерцевого диапазона частот, то есть поколения 6G. Результаты опубликованы в журнале IEEE Transactions on Terahertz Science and Technology.

Изготовлены 800 насосов для создания вакуума в СКИФ

21.08.2025

Во всех ускорителях заряженные частицы должны двигаться в глубоком вакууме (примерно, как тот, который есть на полпути от Земли к Луне). Если вакуумные условия будут хуже, то электроны, сталкиваясь на огромных скоростях с атомами остаточного газа, будут рассеиваться и гибнуть на стенках вакуумной камеры: уменьшится время жизни пучка и увеличится радиационный фон вокруг ускорителя. Чтобы обеспечить проектные параметры установки в вакуумной камере ускорителя уровень разряжения должен быть на 12 порядков ниже, чем в обычной комнате. Для этого в накопительном кольце синхротрона будут установлены 800 геттерных (газопоглощающих) насосов. Они были разработаны и произведены специалистами Института ядерной физики им. Г.И. Будкера СО РАН (ИЯФ СО РАН) совместно с ООО «Оптикон» (г. Новосибирск) и заводом порошковой металлургии АО «Полема» (г. Тула). Создание геттерных насосов – еще одна технология, которую освоили российские специалисты благодаря проекту ЦКП «СКИФ» и заместили тем самым зарубежное оборудование. Технология может быть также полезна и для развития других научных проектов. Так, в настоящий момент физики ИЯФ СО РАН исследуют возможности вакуумных насосов в плазменных установках. Работы носят поисковый характер, но предварительные испытания прототипов геттерных насосов продемонстрировали скорость откачки водорода 1300 л/с, а дейтерия – 700 л/с.

Усовершенствован метод компьютерного подсчета ультрарассеянных элементов в горных породах на примере платиновых металлов

14.08.2025

Специалисты Института экспериментальной минералогии РАН им. Д.С. Коржинского (ИЭМ РАН) совместно с коллегами из Института вулканологии и сейсмологии ДВО РАН, Института ядерной физики им. Г. И. Будкера СО РАН (ИЯФ СО РАН), Центра глубоководных исследований Института океанологии Китайской академии наук (Center of Deep Sea Research, Institute of Oceanology, Chinese Academy of Sciences), Университета Квебека (Sciences de la Terre, Université du Québec à Chicoutimi, Québec), Африканского исследовательского центра по изучению рудных систем Университета Витватерсранда (African Research Centre for Ore System Science (CORES), South Africa), Китайского университета геонаук (China University of Geosciences, Wuhan) и др. создали и впервые применили математическую модель, которая позволяет  оценивать вклад прямой кристаллизации элементов платиновой группы из силикатного расплава с помощью подсчета наноразмерных частиц платинометальных сплавов, образующих включения в хромите. Работа носит фундаментальный характер, но теоретический опыт исследователей может ускорить создание систем подсчета содержания ультрарассеянных металлов (главным образом, золота и платиноидов) в горных породах и месторождениях. Результаты опубликованы в Scientific Reports.