СМИ о нас

Недооценить вклад Физического института им. П.Н. Лебедева РАН в отечественную науку невозможно. Существующие идеи в атомной промышленности, оптике, лазерных технологиях зарождались в ФИАН. Это отметил академик Борис Четверушкин в разговоре с корреспондентом портала «Научная Россия». 6 декабря в институте прошло торжественное мероприятие в честь 90-летнего юбилея ФИАН.

«Если бы различные идеи не зародились в ФИАН, возможно, они бы пришли извне, но намного позже. Благодаря этому сейчас мы имеем в значительной мере развитые технологии в атомной промышленности <…> ― все происходит отсюда. Вся моя научная молодость и становление происходили в сотрудничестве с ФИАН», ― отметил Борис Четверушкин.

https://scientificrussia.ru/articles/idei-mnogih-novyh-tehnologij-zarozdalis-v-fian-akademik-boris-cetveruskin

9 декабря на нашем портале будет опубликовано интервью, посвященное исследованию горения.

 
Наука о горении зародилась очень давно, но изучать это явление по-прежнему крайне сложно из-за взаимодействия разных физико-химических процессов в пламени, их внутренней неустойчивости, наличия множества обратных связей и взаимного нелинейного влияния друг на друга. Исследовать столь сложные системы с большим количеством степеней свободы позволяют специально поставленные эксперименты, способные разделить эти физико-химические процессы. Последовательное уточнение знаний и модельных представлений о горении ― одна из главных задач ученых лаборатории «Динамика реагирующих систем» ФИАН. Об уникальных особенностях горения ― наше интервью с руководителем лаборатории Владимиром Владимировичем Губерновым.

Справка: Владимир Владимирович Губернов ― доктор физико-математических наук, главный научный сотрудник и руководитель лаборатории «Динамика реагирующих систем» Физического института им. П.Н. Лебедева РАН (ФИАН), помощник директора ФИАН по работе с молодежью, член ученого совета ФИАН. Физический институт им. П.Н. Лебедева РАН — главный научно-исследовательский центр в области физики в России, «родовое гнездо» семи нобелевских лауреатов: Николая Геннадиевича Басова, Виталия Лазаревича Гинзбурга, Александра Михайловича Прохорова, Андрея Дмитриевича Сахарова, Игоря Евгеньевича Тамма, Ильи Михайловича Франка, Павла Алексеевича Черенкова.

Автор Янина Хужина
Фотограф Николай Малахин

https://scientificrussia.ru/articles/nauka-o-gorenii-anons-novogo-intervu-naucnoj-rossii

Уважаемые друзья!

Поздравляю вас с 90-летием Физического института имени П.Н.Лебедева – одного из старейших научно-исследовательских центров нашей страны.

Этот юбилей – замечательный повод вспомнить главные этапы становления и развития легендарного ФИАНа, отдать должное его основателям и многим поколениям выдающихся учёных, среди которых прославленная когорта нобелевских лауреатов. Их трудом и талантом, энтузиазмом и подвижничеством создавалась уникальная история института, совершались грандиозные, прорывные открытия, значительно расширившие горизонты познания.

Отрадно, что нынешний коллектив с глубоким уважением относится к богатейшему творческому наследию своих предшественников, достойно продолжает заложенные ими традиции беззаветного служения избранному делу. Вы открываете для себя новые профессиональные горизонты, активно занимаетесь фундаментальными и прикладными исследованиями. И конечно, значим вклад института в подготовку квалифицированных, преданных своему призванию и неустанному научному поиску специалистов.

Желаю вам успехов, благополучия и всего самого доброго.

Владимир Путин

http://kremlin.ru/events/president/letters/75779

Физический институт им. П.Н. Лебедева РАН (ФИАН) отпраздновал 6 декабря свое 90-летие. Торжественное мероприятие началось в 15:00 в главном здании института на Ленинском проспекте. Прямую онлайн-трансляцию события проводит портал «Научная Россия».

Сегодня ФИАН — крупнейший и старейший научно-исследовательский центр в стране. Официальной датой основания современного полифизического института считается 28 апреля 1934 г., когда вышло соответствующее постановление общего собрания Академии наук СССР. Но своими корнями история ФИАН уходит в год основания РАН — в 1724 г., когда был создан Физический кабинет при новой академии.

Первым директором ФИАН стал выдающийся советский физик С.И. Вавилов. Сегодня институтом руководит доктор физико-математических наук, член-корреспондент РАН Н.Н. Колачевский. Работы ведутся в большинстве областей теоретической и экспериментальной физики — от астрофизики до ядерной физики и фотоники. В составе учреждения действуют шесть научных отделений, приравненных к научно-исследовательским институтам РАН. Есть филиалы в Троицке, Самаре, Протвине, Алма-Ате, радиоастрономические обсерватории в Пущине и Калязине, лаборатория в Долгопрудном. На январь 2024 г. коллектив ФИАН насчитывает 1729 человек, среди которых 207 докторов наук, 467 кандидатов наук и 24 члена РАН.

Ежегодно научными сотрудниками публикуется около 20 монографий, более 1,5 тыс. статей в российских и зарубежных журналах, печатаются доклады, представляемые на конференциях.

Портал «Научная Россия« провел трансляцию торжественного мероприятия в честь 90-летия ФИАН.

15:07 Трансляция началась.

15:08 Торжественно вносят знамя Физического института им. П.Н. Лебедева.

15:10 Вступительное слово директора Физического института им. П.Н. Лебедева члена-корреспондента РАН Николая Николаевича Колачевского. Он зачитывает поздравительную телеграмму от президента РФ.

15:11 Н.Н. Колачевский зачитывает поздравительное письмо от министра науки и высшего образования Валерия Николаевича Фалькова.

15:13 Н.Н. Колачевский отмечает, что ФИАН — ровесник РАН, которая в этом году празднует 300-летие. Рассказывает про основные этапы развития института с 1934 г., когда начался советский период в истории учреждения.

15:18 Директор ФИАН показывает оригинал диплома Сталинской премии первой степени, которую получил коллектив института в честь присуждения ему Нобелевской премии за «открытие и истолкование эффекта Черенкова».

15:24 Н.Н. Колачевский продолжает: «ФИАН рос, расширял направления. За годы существования из него вышло десять институтов. Мы всегда оставались на пересечении таких направлений, которые представляют наши друзья в зале, — это химия, физика, общественные и гуманитарные науки и др.».

15:33 Н.Н. Колачевский рассказывает о самых актуальных направлениях в исследованиях ФИАН. Это астрокосмические исследования и проект «Миллиметрон», ядерно-физические изыскания в радиотерапии, филаментация лазерных импульсов, теория взаимодействия лазерного излучения с плазмой, инженерия интегральных фотонных устройств на кремниевой платформе, синтез новых люминесцентных материалов и др.

15:40 С юбилеем гостей поздравляет директор ФИАН с 2004 по 2015 г. академик Геннадий Андреевич Месяц.

15:45 Г.А. Месяц рассказывает об истории создании протонного ускорителя, одного из крупнейших достижений отечественной физики.

15:50 Доктор физико-математических наук, помощник директора по научной работе ФИАН Сергей Юрьевич Савин совместно с Н.Н. Колачевским вручают сотрудникам института министерские награды за успехи в работе и многолетний добросовестный труд.

15:55 Мероприятие продолжает выступление солиста Большого театра Михаила Агафонова.

16:01 Коллег поздравляет доктор физико-математических наук, профессор, научный руководитель ИФТТ РАН академик Виталий Владимирович Кведер. Он называет ФИАН жемчужиной российской науки. Отмечает, что наука вновь становится востребованной в стране.

16:07 ФИАН поздравляет директор по цифровизации Государственной корпорации по атомной энергии «Росатом» Екатерина Борисовна Солнцева. Зачитывает поздравление от имени генерального директора «Росатома» Алексея Евгеньевича Лихачева.

16:10 Е.Б. Солнцева рассказывает про успешное сотрудничество «Росатома» и ФИАН в области развития квантовых вычислений.

16:11 Генеральный конструктор системы «ГЛОНАСС», заместитель генерального директора  Центрального научно-исследовательского института машиностроения Сергей Николаевич Карутин отмечает, что ФИАН дал дорогу в космос водороду, а именно разработал водородный стандарт частоты.  

16:13 ФИАН поздравляет НИЦ «Курчатовский институт». Зачитывают торжественное поздравление от генерального директора института Михаила Валентиновича Ковальчука.

16:17 Генеральный директор Всероссийского научно-исследовательского института физико-технических и радиотехнических измерений профессор  Сергей Иванович Донченко отмечает важность совместной работы с ФИАН. Среди уникальных разработок — водородный стандарт частоты, цезиевые часы, оптические часы третьего поколения и др.

16:22 ФИАН поздравляет первый заместитель генерального директора АНО «Международный учебно-методический центр финансового мониторинга» Владимир Васильевич Овчинников.

16:25 Вечер продолжает музыкальное поздравление от квартета «Московская балалайка».

16:33 Исполняющий обязанности декана  физического факультета МГУ профессор Владимир Викторович Белокуров передает поздравление от ректора МГУ Виктора Антоновича Садовничего.

16:39 Ректор Национального исследовательского ядерного университета «МИФИ» доктор физико-математических наук  Владимир Игоревич Шевченко делает акцент на давнем тесном научно-образовательном сотрудничестве с ФИАН. В МИФИ преподавали шесть лауреатов Нобелевской премии — выходцев из ФИАН.

16:43 Коллег поздравляет ректор Московского государственного технического университета им. Н.Э.  Баумана Михаил Валерьевич Гордин. Дарит вольтметр, предположительно изготовленный до революции 1917 г. Бауманцы назвали его «вольтметром Лебедева».

16:46 Ректор Московского финансово-юридического университета профессор Александр Григорьевич Забелин подчеркивает: «Благодаря вашему институту наша страна сохранилась. Вся страна и ее безопасность держатся на работе ФИАН».

16:50 Торжественный вечер продолжает совместное выступление  солиста Большого театра Михаила Агафонова и квартета «Московская балалайка».

16:59 Директор НИИ ядерной физики им Д.В. Скобельцына МГУ Эдуард Эрнстович Боос отмечает общность отцов-основателей институтов и тесное сотрудничество коллективов в разных областях, среди которых физика высоких энергий, элементарных частиц, космический лучей.

17:03 Директор Института космических исследований РАН член-корреспондент РАН Анатолий Алексеевич Петрукевич зачитывает поздравление от Московской городской думы. Научный руководитель ИКИ РАН, академик РАН Лев Матвеевич Зеленый дарит картину одного из лидеров русского авангарда Павла Николаевича Филонова «Победа над вечностью».

17:11 С поздравительным словом выступает директор Физико-технического института им. А.Ф. Иоффе РАН член-корреспондент РАН Сергей Викторович  Иванов

17:19 Академик Михаил Петрович Егоров и директор Института органической химии им. Н.Д. Зелинского РАН Александр Олегович Терентьев отметили, что современная химия не существует без современной физики. А потому химики многим обязаны исследованиям и разработкам ученых ФИАН.  

17:25 ФИАН поздравляет коллектив научного журнала «Успехи физических наук». Своим появлением издание обязано институту.

17:31 ФИАН поздравляет представитель Федерального научного центра пищевых систем им. В.М. Горбатова.

17:33 Вечер продолжает номер классической музыки, исполняют «Ноктюрн» А.П. Бородина.  

17:43 Коллег-физиков с юбилеем поздравляет академик Владислав Юрьевич Хомич. Рассказывает о том, как встречал выходцев из ФИАН в научных коллективах по всему миру.

17:50 ФИАН поздравляет директор Института прикладной математики им. М.В. Келдыша РАН Александр Иванович Аптекарев.

17:53 Поздравления продолжает заместитель директора Национального центра физики и математики Михаил Юрьевич Романовский.

17:55 Зачитывают поздравление от ректора МФТИ Дмитрия Викторовича Ливанова.  

18:00 ФИАН поздравляют коллеги из наукограда Троицка, где работает отделение института.  

18:12 Генеральный директор АО «Научное и технологическое оборудование» Алексей Николаевич Алексеев подчеркивает, что ФИАН проводит много прикладных исследований и сотрудничает не только с крупными госкорпорациями, но и с небольшими независимыми компаниями.

18:16 Торжественную часть завершают поздравления представителей Государственного научного центра «НПО “Орион”» и Института прикладной физики им. А.В. Гапонова-Грехова РАН из Нижнего Новгорода.  

18:20 Юбилейный вечер заканчивает выступление инструментального трио. Звучит композиция Иоганнеса Брамса.

18:25 Трансляция завершена.

https://scientificrussia.ru/articles/kolybel-fiziceskoj-nauki-fian-otmecaet-90-letie-pramaa-translacii

В Физическом институте им. П.Н. Лебедева РАН прошла Школа молодых учёных «Быстропротекающие электровзрывные, электронные и электромагнитные процессы в импульсной электронике и оптоэлектронике», посвящённая 300-летию Российской академии наук.

В рамках БПИО-2024 были представлены лекции и доклады по актуальным разделам современной физики, в том числе по современной физике быстропротекающих оптических явлений различной природы. Тематика Школы охватила вопросы оптики и спектроскопии рентгеновского диапазона, импульсных газовых и вакуумных разрядов, физических основ современной и перспективной электронной техники, теплофизики сверхтугоплавких веществ, физики горения, люминесценции наноструктурированных и конденсированных сред, физики процессов в конденсированных средах с неравновесным электронным возбуждением, физики полупроводниковых и металлоорганических наноструктур различной размерности, методов и способов нанесения многослойных покрытий и другие.

В мероприятии приняли участие ведущие и молодые учёные из ФИАН, Объединённого института высоких температур РАН, Московского государственного технического университета им. Н.Э. Баумана, АО НИИ НПО «ЛУЧ», МФТИ, Института прикладной математики им. М.В. Келдыша, НИУ МЭИ, Московского государственного университета им. М.В. Ломоносова, Института общей физики им. А. М. Прохорова РАН, НИУ МИЭТ, НИЯУ МИФИ, Московского политехнического университета, АО НПО «Орион», а также других ведущих отечественных научных и образовательных центров.

Школа проведена при финансовой поддержке Российского Научного Фонда (грант № 19-79-30086).
Источник: отделом по связям с общественностью ФИАН.

https://new.ras.ru/activities/news/zavershilas-shkola-molodykh-uchyenykh-bystroprotekayushchie-elektrovzryvnye-elektronnye-i-elektromag/

В Москве завершилась Школа молодых ученых «Быстропротекающие электровзрывные, электронные и электромагнитные процессы в импульсной электронике и оптоэлектронике», посвященная 300-летию Российской академии наук.

В рамках БПИО-2024 были представлены лекции и доклады по актуальным разделам современной физики, в том числе по современной физике быстропротекающих оптических явлений различной природы. Тематика Школы охватила вопросы оптики и спектроскопии рентгеновского диапазона, импульсных газовых и вакуумных разрядов, физических основ современной и перспективной электронной техники, теплофизики сверхтугоплавких веществ, физики горения, люминесценции наноструктурированных и конденсированных сред, физики процессов в конденсированных средах с неравновесным электронным возбуждением, физики полупроводниковых и металлоорганических наноструктур различной размерности, методов и способов нанесения многослойных покрытий и др.

В мероприятии приняли участие ведущие и молодые ученые из ФИАН, ОИВТ РАН, МГТУ им. Н.Э. Баумана, АО НИИ «НПО «ЛУЧ», МФТИ, ИПМ РАН им. М.В. Келдыша, НИУ «МЭИ», МГУ им. М. В. Ломоносова, ИОФ РАН им. А.М. Прохорова, НИУ «МИЭТ», НИЯУ МИФИ, Московского Политехнического Университета, АО «НПО «Орион», а также других ведущих отечественных научных и образовательных центров.  

Школа проведена при финансовой поддержке Российского научного фонда (грант № 19-79-30086).

Информация и фото предоставлены Отделом по связям с общественностью ФИАН
Источник фото: ФИАН

https://scientificrussia.ru/articles/v-fian-prosla-skola-bpio-2024

На базе Самарского филиала Физического института им. П.Н. Лебедева РАН и Самарского национального исследовательского университета им. академика С.П. Королева прошла XXII Всероссийская молодежная Самарская конкурс-конференция научных работ по оптике, лазерной физике и физике плазмы.

В конференции приняли участие молодые исследователи из Москвы, Санкт-Петербурга, Владимира, Казани, Красноярска, Нижнего Новгорода, Орла, Самары, Томска и Челябинска. Всего на мероприятии было представлено 99 конкурсных докладов (64 устных и 35 стендовых), 6 приглашенных докладов молодых кандидатов наук и 6 приглашенных пленарных лекций ведущих ученых.

Программный комитет и Экспертный совет возглавил директор Физического института им. П.Н. Лебедева РАН, член-корреспондент РАН Н.Н. Колачевский. В Экспертный совет вошли один академик и три члена-корреспондента Российской академии наук, а также 26 ученых из ведущих академических институтов и университетов от Москвы до Владивостока.

По мнению организаторов, среди участников конференции немало тех, кто уже в самое ближайшее время внесет существенный вклад в развитие российской науки.

«Эта конференция продолжает лучшие традиции ФИАНа, которому в этом году исполнилось 90 лет. Не так много времени остается до его 100-летия, и мы сегодня думаем о том, кто нас к этому юбилею приведет. Мы рассчитываем, что к этому моменту вы станете зрелыми, грамотными исследователями. И постараемся мотивировать вас на то, чтобы вы сосредоточились на решении задач, которые мы будем обсуждать на этой конференции», – подчеркнул директор ФИАН Николай Колачевский.

Один из ключевых принципов конкурса-конференции – состязательность. Стремление быть лучшим стимулирует молодых ученых развиваться и повышать уровень своих исследований и знаний.

«Главные действующие лица – это наши конкурсанты, им особое внимание. Мы хотим, чтобы вы унесли с собой много хороших эмоций, больше новых знаний, чтобы у вас появилось еще больше желания заниматься наукой», – обратился к молодым ученым сопредседатель оргкомитета, директор Самарского филиала ФИАН Валерий Азязов.

Экспертная комиссия определила победителей и призеров по следующим номинациям:

- секция «Оптика и лазерная физика» аспиранты;

- секция «Оптика и лазерная физика» студенты;

- секция «Биофотоника»;

- секция «Микрофлюидные системы и нанотехнологии»;

- секция «Физика и химия космоса»;

- стендовая cекция.

Полный список победителей доступен по ссылке.

Организационный комитет конференции благодарит всех участников и их научных руководителей, экспертов, лекторов и приглашенных докладчиков.

Информация и фото предоставлены Отделом по связям с общественностью ФИАН
Источник фото: ФИАН

https://scientificrussia.ru/articles/itogi-xxii-vserossijskoj-molodeznoj-konferencii-v-samare

6 декабря Физический институт им. П.Н. Лебедева РАН (ФИАН) отпразднует свое 90-летие. Торжественное мероприятие начнется в 15:00 в главном здании института на Ленинском проспекте. Прямую онлайн-трансляцию события проведет портал «Научная Россия».

Фото: Николай Малахин / «Научная Россия»

Cегодня ФИАН – это крупнейший и старейший научно-исследовательский центр в стране. Официальной датой основания современного полифизического института считается 28 апреля 1934 года, когда вышло соответствующее постановление Общего собрания Академии наук СССР. Но своими корнями история ФИАН уходит в год основания РАН - в 1724 г., когда был создан Физический кабинет при новой академии.

Первым директором ФИАН стал выдающийся советский физик С.И. Вавилов. Сегодня институтом руководит доктор физико-математических наук, член-корреспондент РАН Н.Н. Колачевский. Работы ведутся в большинстве областей теоретической и экспериментальной физики – от астрофизики до ядерной физики и фотоники. В составе учреждения действуют шесть научных отделений, приравненных к научно-исследовательским институтам РАН. Есть филиалы в Троицке, Самаре, Протвино, Алма-Ате, радиоастрономические обсерватории в Пущине и Калязине, лаборатория в Долгопрудном. На январь 2024 г. коллектив ФИАН насчитывает 1729 человек, среди которых 207 докторов наук, 467 кандидатов наук и 24 члена РАН.

Ежегодно научными сотрудниками публикуется около 20 монографий, более 1500 статей в российских и зарубежных журналах, печатаются доклады, представляемые на конференциях.

Не пропустите трансляцию торжественного мероприятия в честь 90-летия ФИАН на портале «Научная Россия»!

https://scientificrussia.ru/articles/kolybel-fiziceskoj-nauki-fian-otmecaet-90-letie-anons-pramoj-translacii

На базе Самарского филиала Физического института им. П.Н. Лебедева РАН и Самарского национального исследовательского университета им. академика С.П. Королёва прошла XXII Всероссийская молодёжная Самарская конкурс-конференция научных работ по оптике, лазерной физике и физике плазмы.

В Конференции приняли участие молодые исследователи из Москвы, Санкт-Петербурга, Владимира, Казани, Красноярска, Нижнего Новгорода, Орла, Самары, Томска и Челябинска. Всего на мероприятии было представлено 99 конкурсных докладов (64 устных и 35 стендовых), 6 приглашённых докладов молодых кандидатов наук и 6 приглашенных пленарных лекций ведущих учёных.

Программный комитет и Экспертный совет возглавил директор Физического института им. П.Н. Лебедева РАН член-корреспондент РАН Николай Колачевский. В Экспертный совет вошли один академик и три члена-корреспондента Российской академии наук, а также 26 учёных из ведущих академических институтов и университетов от Москвы до Владивостока.

По мнению организаторов, среди участников Конференции немало тех, кто уже в самое ближайшее время внесёт существенный вклад в развитие российской науки.

«Эта конференция продолжает лучшие традиции ФИАНа, которому в этом году исполнилось 90 лет. Не так много времени остается до его столетия, и мы сегодня думаем о том, кто нас к этому юбилею приведёт. Мы рассчитываем, что к этому моменту вы станете зрелыми, грамотными исследователями. И постараемся мотивировать вас на то, чтобы вы сосредоточились на решении задач, которые мы будем обсуждать на этой конференции», — подчеркнул Николай Колачевский.

Один из ключевых принципов конкурса-конференции — состязательность. Стремление быть лучшим стимулирует молодых учёных развиваться и повышать уровень своих исследований и знаний.

«Главные действующие лица — это наши конкурсанты, им особое внимание. Мы хотим, чтобы вы унесли с собой много хороших эмоций, больше новых знаний, чтобы у вас появилось еще больше желания заниматься наукой», — обратился к молодым учёным сопредседатель оргкомитета, директор Самарского филиала ФИАН Валерий Азязов.

Экспертная комиссия определила победителей и призеров по следующим номинациям:

- секция «Оптика и лазерная физика» аспиранты;

- секция «Оптика и лазерная физика» студенты;

- секция «Биофотоника»;

- секция «Микрофлюидные системы и нанотехнологии»;

- секция «Физика и химия космоса»;

- стендовая cекция.

Полный список победителей доступен по ссылке.

Источник: пресс-служба ФИАН.

https://new.ras.ru/activities/news/itogi-xxii-vserossiyskoy-molodyezhnoy-konferentsii-po-optike-i-lazernoy-fizike/

Ученые приблизились к точному измерению лэмбовского сдвига

Группа ученых из Физического института им. П. Н. Лебедева РАН (ФИАН) и Швейцарской высшей технической школы Цюриха (ETH Zurich) под руководством профессора Паоло Кривелли (Paolo Crivelli) измерила частоту перехода между 2S- и 2P-подуровнями, лэмбовский сдвиг и 2S-расщепление в мюонии — экзотическом атоме, состоящем из мюона и электрона. Эта работа поможет ученым в поисках отклонений от главной физической теории — Стандартной модели — и путей к Новой физике.

Лэмбовский сдвиг и 2S-расщепление в мюонии — экзотическом атоме
Фото: Пресс-служба ФИАН

«Мы показали возможность измерения перехода, который в перспективе, если увеличить статистику измерений и уменьшить ошибки, позволит наиболее точно измерить лэмбовский сдвиг в атоме мюония»,— говорит старший научный сотрудник лаборатории «Оптика сложных квантовых систем» ФИАНа Артем Головизин.

Мюон — фундаментальная частица, лептон, которая может обладать как положительным, так и отрицательным зарядом. Она похожа на электрон, обладает таким же спином 1/2, но в 207 раз тяжелее. Время жизни мюонов крайне мало — 2,2 • 10–6 с. Мюоны впервые были обнаружены в космическом излучении Андерсоном и Неддермейером в 1936 году.

Модель устройства атомов, предложенная Нильсом Бором, говорит, что уровень энергии электронов в атоме задается номером его оболочки — так называемым главным квантовым числом. А электронная оболочка представляет собой симметричное распределение электронов по орбиталям вокруг ядра. При переходе с основного уровня на первый возбужденный уровень у электрона есть две возможные конфигурации того, как он будет распределен в атоме. Он может быть либо сферически распределен, либо гантелеобразно. Сферическое положение — это S-орбиталь. А гантелеобразное — P-орбиталь. На S-орбитали будет один электронный уровень 2S1/2, а электронный уровень P-орбитали будет состоять из двух подуровней 2P1/2 и 2P3/2. Число 1/2 здесь означает полный момент электрона, который обозначается буквой J и может быть равен 1/2, 3/2 и так далее.

Согласно теории Дирака, уровни 2S1/2 и 2P1/2, то есть с одинаковым полным моментом электрона J=1/2, не должны отличаться по энергии. Однако в ходе экспериментов ученые обнаружили, что на самом деле 2P-уровень энергий разделен на два подуровня: 2P1/2 и 3P1/2. И оказалось, что, когда орбиталь электрона имеет гантелеобразную форму, уровень ее энергии ниже, чем когда электрон имеет сферическую форму. Этот сдвиг энергий называется лэмбовским сдвигом.

Когда были открыты мюоны, ученые обнаружили интересную особенность: их проще изучать, чем протон. Протон — это составная частица, состоящая из кварков. Чтобы описать его свойства, нужно применять теорию квантовой электродинамики и квантовую хромодинамику — это требует сложных расчетов, которые трудно проверять в экспериментах. Для мюона — элементарной частицы — ситуация проще, в этом случае достаточно квантовой электродинамики.

Почти сразу после открытия ученые заметили аномалии в измерениях некоторых характеристик мюона. Все расчеты, которые делались в других системах с электроном, совпадали с экспериментами. То есть для электрона квантовая электродинамика работает. Но почему-то для мюона она дает заметное расхождение с результатами экспериментов. Недавние исследования G-2 в FermiLab подтвердили, что это расхождение усиливается. Это может означать, что есть какие-то неизвестные нам взаимодействия мюона с чем-то — например, с какой-то новой частицей, которая взаимодействует почему-то только с мюоном. Это одно из указаний, что Стандартная модель не полна.

Для высокой точности измерений требуется источник интенсивного пучка частиц мюония, чтобы уменьшить статистические ошибки. Такой источник есть в швейцарском Институте Пола Шеррера. Именно там проводит исследования коллаборация Mu-Mass, в которую входят физики из Швейцарской высшей технической школы Цюриха и ФИАНа. В этом институте есть современный ускоритель, в котором протоны разгоняются до высоких скоростей и бомбардируют мишень, в результате чего рождаются мюоны.

«Уникальность нашего измерения обусловлена тем, что мы работаем на довольно интенсивном пучке мюонов, причем холодных. Этот факт позволил нам как раз улучшить, измерить частоту этого перехода за счет того, что мы получали значительно больше мюонов, чем до этого, или чем в каких-либо других лабораториях можно получить»,— говорит Артем Головизин.

В своей работе ученые создавали пучок мюонов, который с помощью электромагнитных полей направлялся сквозь тонкую карбоновую фольгу толщиной 10 нанометров. Проходя через нее, некоторые мюоны захватывали электрон, образовывая таким образом мюоний. Он очень похож на атом водорода, только протон заменен на мюон. Примерно у 10% мюониев электроны оказываются на подуровне 2S1/2.0 Именно такие атомы интересовали ученых.

Далее пучок направлялся через электромагнитное поле на частоте вблизи 580 МГц, что вызывало внутри мюония резонанс и переход 2S-состояния в 2P — перескок из верхнего уровня на нижний уровень. Фиксируя этот переход, ученые измеряли резонансную частоту перехода, из чего в дальнейшем, используя вычисленные значения сверхтонких расщеплений 2S- и 2P-уровней (557,9 МГц и 186,1 МГц), пересчитывали значение лэмбовского сдвига, которое оказалось равным 1045,5 МГц.

Затем ученые измерили частоту перехода между подуровнями 2S1/2, F=0 и 2P1/2, F=1, где F — это номер сверхтонкого подуровня. Он оказался равен 580,6 МГц. Далее, взяв из предыдущей работы измерение частоты другого перехода между подуровнями 2S1/2, F=1 и 2P1/2, F=1, ученые по разнице частот этих двух переходов определили расщепление 2S-уровня, равное 559,6 МГц.

Лэмбовский сдвиг и 2S-расщепление в мюонии — экзотическом атоме
Фото: Пресс-служба ФИАН

«Мы прикладываем электромагнитное поле частотой вблизи 580 мегагерц. И когда мы прикладываем это поле, с какой-то вероятностью может произойти переход с верхнего уровня на нижний уровень. Если это произойдет, то нижний уровень очень быстро распадется в 1S-состояние. Если этого не произойдет, то атом останется в 2S-состоянии и мы сможем его зарегистрировать. В зависимости от частоты прикладываемого радиочастотного поля мы наблюдаем резонанс. Когда мы приближаемся к резонансу, мы видим, что часть атомов, которые летят в состоянии 2S, куда-то пропадают. И вот как раз из этих данных мы и можем определить резонансную частоту перехода»,— поясняет Артем Головизин.

Так как протоны после разгона обладают высокой скоростью и энергией, то и 0мюоны имеют большую скорость. Однако чтобы эффективно производить мюоний и тем более резонансно возбуждать переходы, нужно использовать медленные мюоны. Тогда больше шансов, что они захватят электрон и ученым удастся их измерить, иначе мюон может просто пролететь область возбуждения за очень короткое время, не захватив ни одного электрона. Поэтому ученые замедляют мюоны, чтобы сделать процесс захвата более эффективным. В эксперименте ученые тормозили мюоны с помощью неонового замедлителя, снижая их энергию с 28 мегаэлектронвольт до 20 электронвольт. Изначальная скорость мюонов составляет примерно четверть скорости света, а после замедления падает в 1000 раз.

Ученые надеются, что в будущем им удастся снизить статистическую погрешность и тогда измерение 2S1/2, F=0 и 2P1/2, F=1 перехода поможет точно рассчитать лэмбовский сдвиг, так как именно этот переход лучше подходит для точных измерений. Пока что ученые сделали первый шаг в этом направлении. Тогда, если обнаружится расхождение экспериментальных результатов с теоретическими расчетами, и оно будет меньше погрешности измерений, и это будет указывать на то, что ученые столкнулись с явлением, выходящим за пределы Стандартной модели.

«Мы пытаемся максимально точно измерить экспериментально это значение. И если не будет расхождения, то ничего интересного сказать не получится. Но если расхождение будет, это позволит что-то предполагать. Но чтобы понять, есть расхождение или нет, надо увеличивать точность измерений, потому что пока ошибка измерений больше, чем возможное расхождение, которое есть между экспериментом и теорией»,— говорит Артем Головизин.

Конечной целью ученых является определение массы мюона. Оно необходимо ученым для более точных расчетов, так как предсказать массу теоретическим путем невозможно.

Пресс-служба ФИАН имени Лебедева
Использованы материалы статьи

https://www.kommersant.ru/doc/5796892