Объединённый институт ядерных исследований

Для термина «Институт ядерных исследований» см. также другие значения.

Объединённый институт ядерных исследований (ОИЯИ) — международная межправительственная научно-исследовательская организация в наукограде Дубна Московской области. Учредителями являются 13 государств-членов ОИЯИ. Основные направления теоретических и экспериментальных исследований в ОИЯИ — ядерная физика, физика элементарных частиц и исследования конденсированного состояния вещества.

Объединённый институт ядерных исследований (ОИЯИ)
Международное название	Joint Institute for Nuclear Research (JINR)
Основан	1956
Директор	академик РАН Григорий Трубников
Расположение	Россия: Дубна
Юридический адрес	141980, Московская обл., Дубна, ОИЯИ
Сайт	jinr.ru
Награды
Медиафайлы на Викискладе

В ОИЯИ были синтезированы все трансурановые элементы Периодической системы химических элементов, открытые в СССР и России, и повторен синтез большинства трансурановых элементов, открытых в других странах. Достижения по синтезу новых элементов, сделанные до 1991 года, были признаны как научные открытия и занесены в Государственный реестр открытий СССР^[1], а также за Институтом и страной был официально закреплён мировой приоритет открытия многих новых элементов. С момента основания ОИЯИ, из 18 элементов, которые с тех пор были открыты во всём мире — десять были обнаружены в этом институте^[2].

Как знак признания выдающегося вклада учёных Института в современную физику и химию можно расценить решение Международного союза теоретической и прикладной химии (ИЮПАК) о присвоении 105-му элементу названия дубний по месту расположения ОИЯИ, а 114-му элементу — названия флеровий в честь сооснователя ОИЯИ и многолетнего руководителя его Лаборатории ядерных реакций академика Г. Н. Флёрова, где во время его деятельности были синтезированы элементы с номерами от 102 до 110.

История

Объединённый институт ядерных исследований был создан на основе Соглашения, подписанного 26 марта 1956 года в Москве представителями правительств одиннадцати стран-учредителей, с целью объединения их научного и материального потенциала для изучения фундаментальных свойств материи. При этом вклад СССР составлял 50 процентов, Китайской народной республики 20 процентов. 1 февраля 1957 года ОИЯИ был зарегистрирован ООН. Институт расположен в Дубне, в 120 км к северу от Москвы. Первоначально в качестве места для размещения института рассматривались Киев и Прага. Образцом для ОИЯИ была Европейская лаборатория ядерных исследований.

К моменту создания ОИЯИ на месте будущей Дубны с конца 1940-х годов уже существовал Институт ядерных проблем (ИЯП) Академии наук СССР, развернувший широкую научную программу фундаментальных и прикладных исследований свойств ядерной материи на крупнейшем по тем временам ускорителе заряженных частиц — синхроциклотроне. В то же время здесь была образована Электрофизическая лаборатория АН СССР (ЭФЛАН), в которой под руководством академика В. И. Векслера велись работы по созданию нового ускорителя — протонного синхрофазотрона — с рекордной для того времени энергией 10 ГэВ.

Юбилейная медаль к двадцатилетию института

К середине 1950-х годов в мире было достигнуто всеобщее понимание, что ядерная наука не должна замыкаться в засекреченных лабораториях и что только широкое сотрудничество может обеспечить поступательное развитие этой фундаментальной области человеческих знаний, равно как и мирное использование атомной энергии. Так, в 1954 году около Женевы был создан ЦЕРН (Европейская организация ядерных исследований) с целью консолидации усилий западноевропейских стран в изучении фундаментальных свойств микромира. Примерно в это же время страны, принадлежавшие тогда к социалистическому содружеству, по инициативе правительства СССР приняли решение на базе ИЯП и ЭФЛАН создать Объединённый институт ядерных исследований.

В 1960 году произошли три значимых события: открытие антисигма-минус-гиперона (зарегистрировано 24 марта 1960 г. под №59) с массой в 2340 раз больше массы электрона, запуск мощнейшего на тот момент циклотрона У-300 для ускорения тяжелых ионов, остававшегося лидером в своем классе 17 лет, и создание под руководством Д.И. Блохинцева первого в мире импульсного быстрого реактора (ИБР)^[3]. В июне 1966 года по инициативе академика Н.Н. Боголюбова и члена-корреспондента М.Г. Мещерякова была создана Лаборатория вычислительной техники и автоматизации, позднее переименованная в Лабораторию информационных технологий (ЛИТ), которая объединила Вычислительный центр ОИЯИ и подразделения других лабораторий института для расширения возможностей научных исследований^[3].

В 1968 году произошло значительное расширение вычислительного парка ОИЯИ, включая установку БЭСМ-6 с разработанными для неё системным программным обеспечением (транслятор Фортран и ОС "Дубна"), а также оснащение центра машинами М-6000, Минск-2, БЭСМ-4, ТРА и СDС-1604А, что способствовало международному распространению советских разработок в ГДР и Индии. В июне 1969 года был запущен усовершенствованный импульсный реактор ИБР-30 мощностью 30 кВт, пришедший на смену реактору ИБР-1 (остановленному в августе 1968 года после исторического эксперимента по наблюдению ультрахолодных нейтронов), отличающийся модернизированной конструкцией плутониевых твэлов и наличием двух урановых модуляторов реактивности в стальном диске^[3].

В 2013 году на циклотроне У-400М был запущен новый испытательный стенд, позволяющий тестировать радиационную стойкость электронных приборов с использованием пучков тяжелых ионов в расширенном энергетическом диапазоне (14-42 МэВ/нуклон), что улучшило возможности моделирования воздействия космического излучения на электронные компоненты как в вакууме, так и в атмосфере^[4].

В 2014 году на нуклотроне были достигнуты значительные технологические успехи, включая реализацию режима параллельной работы с двумя пользователями и успешное тестирование нового источника тяжелых ионов "Крион-6Т" для ускорения и вывода пучков ядер аргона^[4].

2015 году в ОИЯИ был запущен дата-центр уровня Tier-1 для эксперимента CMS на Большом адронном коллайдере, который к 2017 году занял второе место в мире по эффективности, обработав более 120 млн событий (14% от общего числа), что открыло новые возможности для исследований больших данных и послужило прототипом для центра обработки данных проекта NICAВ 2этому же оду ОИЯИ запустил передовую линию для производства и тестирования сверхпроводящих магнитов собственной разработки, отмеченной правительственной премией, для международных ускорительных комплексов NICA и FAIR. С 2015 по 2020 год на озере Байкал в сотрудничестве с ИЯИ РАН был развернут нейтринный телескоп «Байкал-ГВД», объем которого достиг 0,35 км³, что составляет примерно 85% от объема детектора IceCube ^[4].

В 2017 году в Дубне успешно проведен длительный сеанс работы нуклотрона в рамках проекта NICA, в ходе которого впервые был использован новый источник поляризованных частиц и достигнуты значительные результаты в ускорении поляризованных дейтронов и протонов^[4].

Введенный в эксплуатацию в 2018 году российский суперкомпьютер "Говорун", занявший 17-е место в мировом списке IO500 (июль 2020 г.), представляет собой гетерогенную вычислительную платформу с системой хранения данных, обеспечивающей скорость чтения/записи около 300 Гб/с, что позволило получить результаты, отраженные в более чем 80 научных публикациях за период с июля 2018 по сентябрь 2020 года^[4][5].

В 2019 году запущен новый циклотрон ДЦ-280 в составе фабрики сверхтяжелых элементов. Первый эксперимент на новом комплексе посвящен синтезу изотопов московия (115-й элемент). Запуск установки знаменует начало программы ОИЯИ по исследованию сверхтяжелых элементов и подготовку к синтезу 119-го и 120-го элементов, открывающих 8-й период таблицы Менделеева^[4].

С 2013 по 2020 год программа пользователей комплекса спектрометров исследовательского реактора ИБР-2 стабильно функционировала, ежегодно производя более 90 публикаций по физике конденсированных сред и материаловедению^[4].

В рамках мегасайенс-проекта "Комплекс NICA" в 2020 году был успешно осуществлен технологический пуск сверхпроводящего бустерного синхротрона, продемонстрировавший устойчивую циркуляцию пучка однозарядных ионов гелия с высокой интенсивностью^[4].

Первым директором Объединённого института был избран профессор Д. И. Блохинцев, только что завершивший создание первой в мире атомной электростанции в Обнинске. Первыми вице-директорами ОИЯИ стали профессора М. Даныш (Польша) и В. Вотруба (Чехословакия). На долю первой дирекции выпал один из наиболее трудных и ответственных периодов в жизни Института — время его становления.

История становления Объединённого института связана с именами таких крупнейших ученых и руководителей науки, как Н. Н. Боголюбов, Л. Инфельд, И. В. Курчатов, Г.Неводничанский, А. М. Петросьянц, Е. П. Славский, И. Е. Тамм, А. В. Топчиев, Х. Хулубей, Л. Яноши и другие. В формировании основных научных направлений и развитии Института принимали участие выдающиеся физики: А. М. Балдин, Ван Ганьчан (кит. 王淦昌, англ. Wang Ganchang), В. И. Векслер, Н. Н. Говорун, М. Гмитро, В. П. Джелепов, И. Звара, И. Златев, Д. Киш, Н. Кроо (венг. Norbert Kroó^[венг.]), Я. Кожешник, К. Ланиус, Ле Ван Тхием (англ. Le Van Thiem^[англ.]), А. А. Логунов, М. А. Марков, В. А. Матвеев, М. Г. Мещеряков, Г. Наджаков, Нгуен Ван Хьеу, Ю. Ц. Оганесян, Л. Пал, Х. Позе, Б. М. Понтекорво, В. П. Саранцев, Намсарай Содном, Р. Сосновский, А. Сэндулеску (рум. Aureliu Săndulescu^[рум.]), А. Н. Тавхелидзе, И. Тодоров, И. Улегла, И. Урсу, Г. Н. Флёров, И. М. Франк, Х. Христов, А. Хрынкевич (пол. Andrzej Hrynkiewicz), Ш. Цицейка, Ф. Л. Шапиро, Д. В. Ширков, Д. Эберт, Е. Яник (пол. Jerzy Janik^[пол.])^[6], Во Хонг Ань (вьетн. Võ Hồng Anh) ^[7].

Достижения

Почтовая марка СССР, 1976 год

В 1961 году, когда были учреждены премии ОИЯИ, эту награду получил коллектив авторов, возглавляемый Владимиром Иосифовичем Векслером и китайским профессором Ван Ганчаном, за открытие антисигма-минус-гиперона^[8]. Ни у кого не вызывало сомнения, что это элементарная частица, но уже несколько лет спустя ей было отказано в элементарности, как, впрочем, и протону, нейтрону, π- и K-мезонам и другим адронам. Эти объекты оказались сложными частицами, составленными из кварков и антикварков. Дубненские физики внесли вклад в понимание кварковой структуры адронов. Это концепция цветных кварков, это кварковая модель адронов, получившая название «дубненский мешок» и т. д.

В 1957 году, вскоре после создания ОИЯИ, Бруно Понтекорво выдвинул гипотезу о нейтринных осцилляциях. Понадобилось несколько десятилетий, чтобы найти экспериментальное подтверждение одного из центральных вопросов современной физики слабых взаимодействий — нейтринных осцилляций. В январе 2005 года на 97-й сессии учёного совета ОИЯИ за доказательство осцилляций солнечных нейтрино в эксперименте SNO (нейтринная обсерватория Садбери) была присуждена премия им. Б. М. Понтекорво директору SNO-проекта, профессору физики Королевского университета (Кингстон, Канада) доктору А. Макдональду.

В 1965 году учеными ОИЯИ были сделаны два значимых открытия: синтез 103-го элемента таблицы Менделеева в Лаборатории ядерных реакций и разработка Н.Н.Боголюбовым с коллегами теории "цветных" кварков и модели "дубненского кваркового мешка" в Лаборатории теоретической физики^[3].

На долю ОИЯИ приходится половина открытий (около 40) в области ядерной физики, зарегистрированных в бывшем СССР.

Синтезировавший много новых химических элементов и более четырёх сотен новых изотопов, Институт стал одним из очень немногих мировых лидеров в этой сфере^[9][10]. В том числе с 1998 года им были приоритетно синтезированы все новые элементы Периодической системы химических элементов, начиная со 113-го.

Институтом впервые были синтезированы^[11] элементы нобелий (102), флеровий (114), московий (115), ливерморий (116), теннессин (117), оганесон (118). Также приоритет равноутверждён согласно решению ИЮПАК или остаётся спорным для ряда других синтезированных в ОИЯИ элементов: лоуренсий (103), резерфордий (104), дубний (105), борий (107).

В 2019 году международная коллаборация из 240 учёных из 11 стран на установке BM@N (NICA) получила первые результаты по рождению гиперонов, разработала новый метод изучения структуры атомных ядер и нейтронных звёзд, а также впервые зарегистрировала все продукты реакции при выбивании нуклонов и их пар, что открывает перспективы для исследования короткоживущих, богатых нейтронами ядер и свойств плотной холодной нейтронной материи^[4].

Структура института

По состоянию на 1 января 2023 г. членами ОИЯИ являются 13 государств:

Азербайджан, Армения, Белоруссия[12], Вьетнам, Грузия, Египет,

Казахстан, Куба, Монголия,

Россия, Узбекистан,

На правительственном уровне заключены Соглашения о сотрудничестве Института с Германией, Венгрией, Италией, Сербией и Южно-Африканской Республикой.

Высшим руководящим органом ОИЯИ является Комитет полномочных представителей всех стран-участниц. Научную политику Института вырабатывает Учёный совет, в состав которого, помимо крупных учёных, представляющих страны-участницы, входят известные физики Германии, Италии, США, Франции.

1 марта 2022 года заместитель министра образования и науки Польши Влодзимеж Бернацкий^[пол.] на фоне санкций ЕС против России из-за вторжения России в Украину заявил, что Польша, в частности, прекращает сотрудничество с Россией в рамках Объединённого института ядерных исследований^[13]. В 2022—2024 годах Польша, Украина^[14], Чехия^[15] и Молдавия^[16] вышли из ОИЯИ, а Болгария, Словакия и Румыния приостановили свое участие. КНДР была одним из государств-основателей в 1956 г., однако ее участие в ОИЯИ было приостановлено в 2015 г.^[17]

Руководитель научной группы экспериментальных установок ЛЯР Эдуард Михайлович Козулин готовит оборудование к экспериментам (2005 год)

С 2011 по 2018 годы национальная группа Украины ежегодно проводила научный семинар ^[18]

Лаборатории института

В составе ОИЯИ семь лабораторий, каждая из которых по масштабам исследований сопоставима с большим институтом.

название лаборатории	руководитель
Лаборатория нейтронной физики (ЛНФ) им. И. М. Франка	Е. В. Лычагин, д. ф.-м. н.
Лаборатория теоретической физики (ЛТФ) им. Н. Н. Боголюбова	Д. И. Казаков, д. ф.-м. н., чл.-корр. РАН
Лаборатория физики высоких энергий (ЛФВЭ) им. В. И. Векслера и А. М. Балдина	В. Д. Кекелидзе, д. ф.-м. н., чл.-корр. РАН
Лаборатория ядерных проблем (ЛЯП) им. В. П. Джелепова	Е. А. Якушев, д. ф.-м. н.
Лаборатория ядерных реакций (ЛЯР) им. Г. Н. Флёрова	С. И. Сидорчук, д. ф.-м. н.
Лаборатория информационных технологий (ЛИТ) им. М. Г. Мещерякова	С. В. Шматов , д. ф.-м. н.
Лаборатория радиационной биологии (ЛРБ)	А. Н. Бугай, д. ф.-м. н.

В Институте работают около 6000 человек, из них более 1000 — научные сотрудники, в том числе действительные члены и члены-корреспонденты национальных академий наук, более 260 докторов и 630 кандидатов наук, около 2000 — инженерно-технический персонал.

Учебно-научный центр ОИЯИ ежегодно организует практикум на установках Института для студентов из высших учебных заведений России и других стран. В 1994 году по инициативе дирекции ОИЯИ, при активной поддержке общественной организации «Российская академия естественных наук»^{[источник не указан 3397 дней]}, администраций Московской области и города был создан Международный университет природы, общества и человека «Дубна». В преподавательском составе университета — десятки сотрудников ОИЯИ, ученые мирового уровня.

Экспериментальные установки

Институт располагает замечательным набором экспериментальных физических установок^[19]:

• единственный в России сверхпроводящий ускоритель протонов и тяжёлых ионов — Нуклотрон,
• изохронные циклотроны У-400 и У-400М с рекордными параметрами пучков для проведения экспериментов по синтезу тяжёлых и экзотических ядер,
• ускоритель протонов — фазотрон, на энергию до 680 МэВ, который используется для радиотерапии,
• Источник Резонансных Нейтронов (ИРЕН),
• уникальный нейтронный импульсный реактор ИБР-2.

На базе модернизируемого синхротрона Нуклотрон-М ведётся сооружение нового ускорительного комплекса, включающего бустерный накопитель и ионный коллайдер NICA (Nuclotron based Ion Collider fAcility)^[20].

ОИЯИ обладает мощными и быстродействующими вычислительными средствами, интегрированными в мировые компьютерные сети.

Дом учёных

Приказом академика Д. И. Блохинцева от 17 ноября 1958 года создан и 18 декабря 1958 года открыт Дом учёных при ОИЯИ.

Внешнее сотрудничество

Музей истории науки и техники Объединённого института ядерных исследований

Объединённый институт поддерживает связи почти с 700 научными центрами и университетами в 60 странах мира.

Только в России, крупнейшем партнёре ОИЯИ, сотрудничество осуществляется со 150 исследовательскими центрами, университетами, промышленными предприятиями и фирмами из 40 российских городов.

Ярким примером является сотрудничество Объединённого института с Европейской организацией ядерных исследований (ЦЕРН)^[21], что способствует решению многих теоретических и экспериментальных задач физики высоких энергий. ОИЯИ участвует в осуществлении проекта «Большой адронный коллайдер (LHC)» — разработке и создании отдельных систем детекторов ATLAS, CMS, ALICE и самой машины LHC. На базе своего суперкомпьютерного центра Институт принимает участие в создании Российского регионального центра обработки экспериментальных данных с LHC, который, как планируется, будет составной частью проекта Европейского союза «HEP EU-GRID». В настоящее время на сотрудничество с ЦЕРНoм распространяются ограничения, указанные в резолюциях Совета ЦЕРНa 3671^[22] и 3638 ^[23] после вторжения Российской Федерации в Украину. Сотрудничество будет пересмотрено задолго до января 2025 года (дата истечения действующего Соглашения о международном сотрудничестве).

В выполнении научной программы Института участвуют более 200 научных центров, университетов и предприятий из государств СНГ.

ОИЯИ на взаимовыгодной основе поддерживает контакты с МАГАТЭ, ЮНЕСКО, Европейским физическим обществом, Международным центром теоретической физики в Триесте. Ежегодно в Дубну приезжает более тысячи учёных из сотрудничающих с ОИЯИ организаций. Физикам из развивающихся стран ОИЯИ предоставляет стипендии. Учёные Объединённого института — участники многих международных и национальных научных конференций. В свою очередь, Институт ежегодно проводит до 10 крупных конференций, более 30 международных совещаний, а также ставшие традиционными школы молодых учёных.

Ежегодно в редакции многих журналов и оргкомитетов конференций Институт направляет более 500 научных статей и докладов, которые представляют около 3000 авторов. Публикации ОИЯИ рассылаются более чем в 50 стран мира. Выпускается около 600 препринтов и сообщений в год. Издаются журналы «Физика элементарных частиц и атомного ядра (ЭЧАЯ)», «Письма в ЭЧАЯ», ежегодный годовой отчёт о деятельности ОИЯИ, информационный бюллетень «Новости ОИЯИ», а также сборники трудов конференций, школ, совещаний, организованных Институтом.

ОИЯИ участвует в сооружении новых установок и разработке научных программ для них в странах-участницах (циклотронный центр Словацкой Республики в Братиславе, циклотрон ДЦ60 в Астане (Казахстан) и др.).

Директора

• член-корреспондент АН СССР Дмитрий Иванович Блохинцев (1956—1965).
• академик АН СССР Николай Николаевич Боголюбов (1965—1988).
• академик Венгерской академии наук Дежё Киш, 1989—1992).
• академик РАН Владимир Георгиевич Кадышевский (1992—2005).
• академик РАН Алексей Норайрович Сисакян (2006—2010).
• Временно исполняющим обязанности директора Института 7 мая 2010 года в связи со смертью Алексея Сисакяна назначен вице-директор профессор Михаил Иткис^[24] (2010—2012).
• академик РАН Виктор Анатольевич Матвеев (2012—2020).
• академик РАН Григорий Владимирович Трубников (с 2021 года).

Известные сотрудники

См. Сотрудники Объединённого института ядерных исследований

Присуждение учёных степеней

ОИЯИ включён в Перечень вузов и научных организаций, которые могут самостоятельно присуждать учёные степени кандидата и доктора наук, без последующего взаимодействия с ВАК^[25] (всего в России 29 учреждений, наделённых таким правом, см. Организации России, самостоятельно присуждающие учёные степени).