В начале 1940 г. по предложению акад. С.И.Вавилова на физическом факультете МГУ была организована кафедра атомного ядра и радиоактивных излучений во главе с академиком Д.В.Скобельцыным. Научные исследования на кафедре начались с 1944 г. после создания при кафедре научной лаборатории. Однако, еще до войны на кафедре общей физики физического факультета МГУ проф. К.П.Яковлев повторил опыты по расщеплению лития протонами и начал изготовление малого 30-сантиметрового циклотрона, которое было прервано войной.
В 1945 г. академик Д.В.Скобельцын пригласил для работы на кафедре доц. С.С.Васильева, с 1931 г. занимавшегося в Среднеазиатском госуниверситете (г. Ташкент) исследованиями по физике атомного ядра. В 1945 г. доц. С.С.Васильев с сотрудниками начал работы по пуску переданной из ФИАН модели циклотрона с диаметром полюсов 30 см, использовавшейся потом для обучения студентов.
В 1946 г. Правительством было принято решение об организации при МГУ Второго научно-исследовательского физического института (теперь Научно-исследовательского института ядерной физики им. Д.В.Скобельцына). При создании института перед ним ставились две одинаково важные задачи: развивать на современном уровне научные исследования по физике атомного ядра, физике космических лучей, радиохимии и на этой базе проводить подготовку специалистов по ядерной и атомной физике.
В составе НИИЯФ МГУ для проведения исследований по физике атомного ядра были созданы три лаборатории: Лаборатория ядерных реакций (зав. лаб. проф. С.С.Васильев 1), Лаборатория ядерной спектроскопии (зав. лаб. проф. Л.В.Грошев, а затем проф. В.С.Шпинель), Лаборатория измерения радиоактивных излучений (зав. лаб. академик И.М.Франк, затем проф. И.С.Шапиро). В 1958 г. последняя лаборатория была объединена с лабораторией ядерной спектроскопии.
Научные исследования в указанных лабораториях с самого начала развивались параллельно с созданием материальной базы и подготовкой специалистов. В лаборатории ядерных реакций института в 1946 г. началось сооружение 72-см циклотрона, позволявшего ускорять дейтроны до энергии 4,4 МэВ. Для его создания потребовались разработка технического задания, размещение заказов на предприятиях, проведение большого объема строительно-монтажных работ, подбор и обучение инженерно-технического персонала. Этот этап был успешно завершен в 1949 г. С этого времени циклотрон работал достаточно надежно, он стал систематически использоваться как для научных исследований, так и для обучения студентов. Учитывая состояние техники тех лет и общие послевоенные трудности, следует отметить, что создание в системе высшего образования страны циклотрона явилось большим достижением. Оно оказалось возможным, главным образом, благодаря исключительной целеустремленности и самоотверженной деятельности Сергея Сергеевича Васильева. Значительную помощь при создании циклотрона оказали академики И.В.Курчатов и Д.В.Скобельцын.
После запуска на циклотроне начали проводиться научные исследования по нескольким направлениям. Инициатива в становлении этих направлений принадлежала С.С.Васильеву. Фактическая же работа в основном выполнялась силами студентов. Из них и сформировался основной состав научных работников, которые впоследствии определяли лицо всех направлений науки НИИЯФ, связанных с ядерными реакциями и прохождением излучений через вещество. Можно привести некоторые примеры. Так, опыты по ускорению многозарядных ионов, впервые выполненные под непосредственным руководством С.С.Васильева, привели несколько позже к созданию обширного направления - взаимодействия многозарядных ионов с различными средами. В течение многих лет руководил этими работами ученик С.С.Васильева профессор В.С.Николаев. В начале 50-х годов в ядерной физике стало интенсивно развиваться новое направление исследований, связанное с использованием особенностей реакций срыва для получения данных о квантовых характеристиках ядер. С.С.Васильев предложил студенту, а затем аспиранту И.Б.Теплову начать исследования в этом направлении. В дальнейшем эти исследования вылились в большой цикл работ, связанных с изучением механизмов реакций на легких ядрах и определением квантовых характеристик ядер. Полученные им результаты оказались существенными для проверки оболочечной модели ядра. По инициативе С.С.Васильева были начаты работы по изучению ядерных реакций с применением магнитных анализаторов с высоким энергетическим разрешением. Г.Ф.Тимушев и Е.А.Романовский на 72-см циклотроне с использованием 180-градусного магнитного анализатора развили исследования неупругого рассеяния дейтронов легкими атомными ядрами. Полученные результаты позволили понять особенности механизма неупругого рассеяния дейтронов низких энергий легкими ядрами. С.С.Васильев предложил аспиранту А.Ф.Тулинову тему об использовании ядер отдачи для изучения ядерных реакций. Развивая ее, А.Ф.Тулинов создал оригинальный метод измерения времени жизни возбужденных состояний ядер по отношению к испусканию γ-квантов.
Для проведения спектроскопических исследований искусственных радиоактивных изотопов (их изготовление резко расширилось в связи с началом работы в стране ядерных реакторов) в Лаборатории ядерной спектроскопии института была развита современная на то время экспериментальная техника, разработаны новые методы измерений. Это позволило изучать схемы распада и свойства возбужденных состояний многих ядер. На созданном В.С.Шпинелем оригинальном β-спектрометре с высоким разрешением (“спиральном”) были выполнены измерения отношений коэффициентов внутренней конверсии на подгруппах L-оболочки. Была показана перспективность такого метода для определения мультипольности гамма-излучения(1950 г.). За экспериментальные работы, посвященные обоснованию оболочечной структуры ядер, профессор В.С.Шпинель и руководимый им коллектив в 1952 г. были удостоены премии АН СССР первой степени. В.С.Шпинель также впервые наблюдал допплеровский сдвиг γ-линии, возбуждаемой в ядерной реакции, и предложил метод измерения времени жизни короткоживущих состояний ядра по допплеровским сдвигам (1953 г.), который широко используется и в настоящее время.
В лаборатории измерений радиоактивных излучений д.ф.-м.н. И.В.Эстулин с сотрудниками разработал оригинальный метод измерения абсолютной интенсивности гамма-излучения с помощью щелевой плоской ионизационной камеры. Он одним из первых выполнил весьма сложные эксперименты по измерению поляризации ядерного гамма-излучения (в частности, корреляции поляризации каскадно испускаемых ядром квантов). Большой цикл работ этой лаборатории относился к новому в те годы направлению - спектрометрии γ-излучения, возникающего при захвате ядрами медленных нейтронов.
В 1948 г. началось строительство новых зданий МГУ на Воробьевых горах. Было принято решение о проектировании ряда ускорительных установок и о строительстве специального корпуса (№19) для их размещения. В этом корпусе предполагалось сооружение 120-см циклотрона на энергию протонов 6,6 МэВ, электростатического генератора на 4 МэВ, каскадного генератора на 0,5 МэВ и бетатрона на 35 МэВ. Большая заслуга в положительном решении вопроса о создании новой серии ускорителей в МГУ принадлежит акад. Д.В.Скобельцыну, ректору МГУ акад. А.Н.Несмеянову и президенту АН СССР акад. С.И.Вавилову. Перечисленные выше ускорительные установки были введены в эксплуатацию в конце 50-х - начале 60-х годов. Большая роль в практическом осуществлении всего комплекса работ, связанных с созданием и пуском ускорителей, и на этот раз принадлежала зам. директора НИИЯФ МГУ проф. С.С.Васильеву. В эти же годы по техническим заданиям института в специализированных организациях были разработаны образцы новых, более совершенных спектрометров ядерных излучений и регистрирующей электронной аппаратуры. Все это способствовало существенному расширению экспериментальных и теоретических исследований в институте и постепенному превращению НИИЯФ МГУ в один из крупнейших в стране научно-учебных центров, ведущих исследования и подготовку кадров по многим направлениям ядерной и атомной физики, физики космических лучей и физики космоса, физики высоких энергий, а также ряда прикладных дисциплин.
В настоящем обзоре кратко рассмотрены результаты, полученные учеными НИИЯФ в области ядерной физики низких и средних энергий, а также тесно связанной с ней областью взаимодействия частиц с веществом, получивших достаточно широкую известность и признание среди специалистов. Большую роль в становлении и развитии этих направлений, особенно на раннем этапе, сыграли акад. Д.В.Скобельцын, акад. С.Н.Вернов, акад. И.М.Франк, член-корр. Д.И.Блохинцев, член-корр. И.С.Шапиро, акад. АН УССР А.С.Давыдов, проф. С.С.Васильев, проф. Л.В.Грошев, проф. Ю.М.Широков и др.
В НИИЯФ МГУ был выполнен большой цикл работ, способствовавших становлению в нашей стране такого важного ядерно-физического направления как ядерная спектроскопия. Как уже говорилось выше, под руководством проф. В.С.Шпинеля в институте была существенно усовершенствована экспериментальная техника исследований. На этой базе выполнены исследования свойств нейтронно-дефицитных ядер, полученных в реакции глубокого расщепления протонами с энергией 660 МэВ на синхроциклотроне ОИЯИ (Дубна), сыгравшие важную роль в развитии представлений о структуре деформированных ядер. Развиты методы угловых корреляций каскадного гамма-излучения, в том числе возмущенных угловых корреляций и метод ориентированных ядер при сверхнизких температурах. Этими методами были получены данные о магнитных моментах ряда возбужденных и радиоактивных ядер. Работы по классическому рассеянию гамма-квантов, проведенные в 50-х годах, способствовали быстрому освоению и развитию метода регистрации резонансного поглощения и рассеяния γ-квантов без потери энергии на отдачу (эффект Мессбауэра). В лаборатории ядерной спектроскопии был выполнен ряд фундаментальных исследований по физике этого явления, а также по его применению в физике твердого тела и в химии (проф. В.С.Шпинель, к.ф.-м.н. Н.Н.Делягин, к.ф.-м.н. К.А.Митрофанов и др. - Ломоносовская премия). Получены новые результаты, относящиеся к динамическим свойствам кристаллов. Обнаружена аномально слабая температурная зависимость вероятности эффекта Мессбауэра в окислах олова, вызванная наличием оптических ветвей в фононном спектре. Обнаружен эффект анизотропии вероятности безотдачного испускания (поглощения) гамма-квантов и связанные с ним асимметрия дублетных спектров в поликристаллах и особенности угловых распределений рассеянных квантов. В работах с соединениями олова были обнаружены новые явления: изомерный химический сдвиг, квадрупольные расщепления резонансной линии, их зависимость от валентного состояния атома олова и от электроотрицательности окружающих атомов. Важное значение для понимания электронной структуры твердого тела, природы магнитного упорядочения и магнитных явлений имели работы по исследованию сверхтонких взаимодействий, испытываемых ядрами атомов матрицы и примесных атомов с окружающими электронами. Для изучения сверхтонких взаимодействий, кроме метода эффекта Мессбауэра, использовались также методы ядерной ориентации и возмущенных угловых корреляций.
В области физики электромагнитных взаимодействий с ядрами получен ряд важных результатов. На бетатроне НИИЯФ МГУ выполнен обширный цикл исследований гигантского резонанса в фотоядерных реакциях (γ,n) и (γ,p). На средних и тяжелых ядрах обнаружена промежуточная структура резонанса, которая была подвергнута детальному исследованию. В результате - уточнены представления о механизме формирования гигантских резонансов различных мультипольностей. Данные исследования стимулировали развитие теории высоковозбужденных состояний атомных ядер. Эти работы привели к открытию нового физического явления - конфигурационного расщепления гигантского дипольного резонанса, обусловленного влиянием оболочечной структуры ядра на форму сечения поглощения γ-квантов в области энергий 10-50 МэВ. Оказалось, что в области легких ядер конфигурационное расщепление является определяющим в формировании структуры сечения фотоядерных реакций. Обнаруженное явление позже наблюдалось также в реакциях распада под действием электронов, реакциях радиационного захвата, в гиперядрах (проф. В.Г.Шевченко, проф. Б.С.Ишханов, проф. В.Г.Неудачин, проф. М.М.Капитонов, доц. Н.П.Юдин - Диплом №342 на открытие). В настоящее время под руководством проф. Б.С.Ишханова осуществляется создание ускорителя электронов нового поколения, работающего в непрерывном режиме (энергия 175 МэВ). Проект выполняется совместно НИИЯФ МГУ и ИЯИ РАН. Осуществлен пуск первой очереди ускорителя - инжектора электронов на энергию 6,2 МэВ. на нем выполнены первые эксперименты по резонансному рассеянию γ-лучей на ядрах.
Под руководством проф. И.Б.Теплова был выполнен большой цикл исследований, связанных с изучением механизмов реакции на легких ядрах и определением квантовых характеристик ядер. При этом основное внимание уделялось изучению реакций под действием α-частиц (проф. И.Б.Теплов, проф. Н.С.Зеленская, к.ф.-м.н А.В.Спасский). Экспериментально изучены характеристики реакций с α-частицами на различных ядрах в широком диапазоне углов вылета продуктов реакций. Были получены достоверные экспериментальные данные об угловых распределениях частиц и энергетических зависимостях сечений реакций (α,p), (α,d), (α,t) на ядрах 1p-оболочки в области энергий Еα≤25 МэВ. Следует подчеркнуть, что для реакций (α,d) и (α,t) подобные экспериментальные данные были получены впервые. Для детального теоретического анализа полученных экспериментальных результатов был разработан аппарат последовательного метода искаженных волн с ненулевым радиусом взаимодействия частиц (МИВОКОР). Конкретная разработка МИВОКОР осуществлена на основе использования интегральных уравнений задачи нескольких тел. Последовательность в решении многотельной задачи является основным достоинством МИВОКОР. В результате, все его положения могут быть оценены с точки зрения единого микроскопического подхода, а механизм реакции - рассматриваться в тесной связи с кластерной структурой ядер. Теоретический аппарат МИВОКОР был реализован путем создания комплекса программ для ЭВМ, не имеющих аналогов в мировой литературе. Проведенные комплексные исследования позволили сделать вывод о том, что определяющий вклад в сечения реакций с α-частицами на легких ядрах вносят прямые механизмы, связанные с диссоциацией падающей частицы и обменные процессы, связанные с развалом ядра мишени. Проф. Н.С.Зеленской и проф. И.Б.Тепловым был предложен новый метод определения характеристик ядер в возбужденных состояниях путем измерения функций угловых корреляций (ФУК) в нескольких плоскостях относительно плоскости реакции. Для реализации этого метода была создана аппаратура, работающая в линию с ЭВМ и использующая многодетекторную систему регистрации совпадений. Для теоретического анализа экспериментальных ФУК была проведена модернизация программного комплекса МИВОКОР. Все это позволило получить приоритетные результаты о структуре ядер.
В НИИЯФ МГУ выполнен большой цикл работ по исследованию механизмов (p,p’) и (d,d’) реакций при низких и средних энергиях. Полученные результаты оказались важными для обоснования модели “возбужденного остова”, нашедшей применение при анализе структуры атомных ядер (проф. С.С.Васильев, проф. Е.А.Романовский с сотрудниками). В работах В.Г.Неудачина, Е.А.Романовского и др. выявлена важная роль двухступенчатых процессов типа p-d-p’ и d-p-d’ в физике прямых ядерных реакций, а затем в НИИЯФ получено экспериментальное подтверждение существования такого класса реакций. В работах Е.А.Романовского установлены новые закономерности, связанные с изотопическим эффектом при упругом рассеянии протонов атомными ядрами в околобарьерной области энергии, и дано новое объяснение природы этого эффекта; ему же принадлежит приоритет в теоретическом исследовании явления околобарьерного возбуждения атомных ядер - эффекта, интересного с точки зрения его использования для изучения структуры ядер. В последние годы проф. Е.А.Романовским с сотрудниками выполнены работы по исследованию ядерного потенциала на основе дисперсионного оптико-модельного подхода к анализу данных по рассеянию нуклонов ядрами.
Исследование механизмов ядерных реакций, а также поиск в связи с этим возможностей прямого измерения ультрамалых временных промежутков, характерных для времен протекания ядерных реакций, привели А.Ф.Тулинова в 1964 г. к предсказанию, а затем и экспериментальному обнаружению нового физического явления, так называемого “эффекта теней”. Оказалось, что при облучении пучком ускоренных частиц монокристаллической мишени в угловых распределениях заряженных продуктов реакций наблюдаются характерные минимумы интенсивности (тени), рельефно воспроизводящие структуру кристаллов (диплом на открытие №54). Эффект теней всесторонне исследован. Была изучена его зависимость от экспериментальных условий, а также установлена связь этого эффекта с другими явлениями, возникающими при прохождении быстрых заряженных частиц через монокристаллы (А.Ф.Тулинову присуждена Ломоносовская премия МГУ 1 степени). Развитие этих работ стимулировало проведение более широкого круга исследований, так называемых ориентационных явлений , т.е. явлений, возникающих при взаимодействии пучков заряженных частиц с упорядоченными средами. В отделе физики атомного ядра (ОФАЯ) НИИЯФ МГУ в этом направлении выполнен большой объем исследований. Полученные результаты в 1972 г. удостоены Государственной Премии СССР (Б.Г.Ахметова, Г.А.Иферов, В.С.Куликаускас, Ю.В.Меликов, Г.П.Похил, А.А.Пузанов, А.Ф.Тулинов). Из вошедших в этот цикл работ, а также из полученных позже результатов можно отметить следующие. На базе эффекта теней разработан новый метод определения времени протекания ядерных реакций, рассчитанный на значения τ в интервале 10-15 - 10-18 с. С помощью этого метода выполнен большой цикл исследований временных характеристик ядерных реакций и деления тяжелых ядер (проф. А.Ф .Тулинов, проф. Ю.В.Меликов, д.ф.-м.н. О.А.Юминов, д.ф.-м.н. Н.Г.Чеченин, к.ф.-м.н. А.А.Пузанов, к.ф.-м.н. Н.В.Еремин). Это в частности позволило получить новую информацию о динамике процесса деления тяжелых ядер и о роли в этом процессе так называемой второй потенциальной ямы. Так как теневой метод определения τ чувствителен до 10-18 с, для изучения более быстрых реакций (10-19 - 10-22 с.) были проведены работы по освоению методов измерения τ с помощью интерференционных эффектов в выходах тормозного и рентгеновского излучений, при этом обнаружено не наблюдавшееся ранее явление зависимости времени протекания ядерной реакции от угла вылета продуктов реакций (к.ф.-м.н. Н.В.Еремин).
Значительный цикл работ был посвящен изучению физических явлений, связанных с каналированием частиц в монокристаллах. При этом впервые обнаружено возрастание выхода продуктов ядерных реакций для каналированных частиц. Выявлена так называемая кольцевая структура угловых распределений частиц, изучено влияние нестационарных эффектов на поперечное распределение частиц в каналах, воздействие различных факторов на деканалирование частиц (проф. А.Ф.Тулинов, к.ф.-м.н. Г.А.Иферов, к.ф.-м.н. Г.П.Похил, к.ф.-м.н. В. С.Куликаускас)
Д.ф.-м.н. Ю.В.Булгаковым и к.ф.-м.н. В.И.Шульгой экспериментально и путем моделирования обнаружено так называемое резонансное деканалирование ионов при переходе из осевых в плоскостные каналы, состоящиее в интенсивной раскачке поперечных колебаний каналированных ионов при совпадении периода собственных колебаний ионов в каналах с временем пролета между соседними атомными цепочками. Этот эффект был использован для измерения межатомных потенциалов в твердых телах и для оценки величины заряда ионов в кристаллах.
В процессе исследования эффекта теней и каналирования выявилась недостаточность ранее существовавших данных о торможении частиц, которые относились исключительно к движению частиц в аморфных средах. В ОФАЯ НИИЯФ МГУ проведены исследования потерь энергии в кристаллах. Был разработан эффективный метод изучения торможения на основе анализа спектров частиц, рассеянных на толстых мишенях. С помощью этого метода изучены характеристики торможения в аморфных и кристаллических структурах при широком варьировании Z вещества (проф. А.Ф.Тулинов, д.ф.-м.н. Е.И.Сиротинин). Для теоретического описания ориентационных явлений актуальной оказалась задача экспериментального и теоретического исследования зависимости энергетических потерь от прицельного параметра пролетающей мимо ядра частицы. Эти исследования были выполнены как для атомарных ионов водорода и гелия, так и ряда молекулярных ионов (к.ф.-м.н. Г.А.Иферов, д.ф.-м.н. Н.М.Кабачник).
Пучковые методики с использованием ориентационных явлений оказались эффективными для изучения многих вопросов, относящихся к смежным направлениям. Проведены исследования положения примесных атомов в ячейке кристалла, структурной трансформации в кристаллах при воздействии ионного и лазерного излучения, изменения параметров высокотемпературных сверхпроводников при лазерном облучении (д.ф.-м.н. Н.Г.Чеченин, к.ф.-м.н. Г.П.Похил).
В течение многих лет в НИИЯФ МГУ под руководством проф. В.А.Молчанова проводились исследования распыления различных материалов под действием ионов аргона с энергией 30 кэВ. При этом изучены энергетические и пространственные распределения распыленного вещества, а также частиц, отраженных от поверхности. При этом обнаружен ряд ориентационных эффектов: двукратное рассеяние, эффект фокусировки частиц в поверхностных полуканалах, явление аномального выживания молекулярных ионов при их отражении от монокристаллов. При изучении ионно-электронной эмиссии обнаружено неизвестное ранее явление - анизотропия эмиссии на монокристаллах (Е.С.Машкова, В.А.Молчанов - Диплом на открытие №126).
Профессором В.С.Николаевым с сотрудниками (в.н.с. И.С.Дмитриевым и в.н.с. Я.А.Тепловой и др.) выполнен большой цикл исследований прохождения быстрых ионов и атомов легких элементов (от Н до Кr) через вещество в газовой фазе. Ускоряя на циклотроне ионы с неполностью заполненной оболочкой, авторы (одни из первых) использовали их для проведения экспериментальных исследований поведения параметров ионно-атомных и атомно-атомных столкновений при энергии частиц от десятков до тысячи кэВ/нуклон. К этим параметрам относятся пробеги и потери энергии, средние равновесные заряды, “равновесные” толщины пленок, распределение зарядовых фракций до достижения равновесия и, наконец, сечения потери и захвата электронов ионами и атомами в основном и возбужденных со стояниях при однократной и многократной перезарядках. В процессе исследований была определена область энергии, где перечисленные параметры взаимодействия чувствительны к электронной структуре сталкивающихся партнеров, что выражается в специфической “ осцилляционной” зависимости их от ядерных зарядов частиц. Полученные сечения перезарядки ионов были позже использованы в частности для оценки степени разрежения газовой среды для функционирования сложных ускорительных комплексов. При исследовании столкновений в ионных пучках были обнаружены частицы в метастабильных возбужденных состояниях. Детальные исследования ионов изоэлектронных последовательностей гелия и лития позволили определить время жизни, конфигурацию состояний и оптимальный метод получения этих частиц. Установлено, что наличие в ионном и атомном пучках метастабильных частиц заметно влияет на величину сечений потери электронов, а послестолкновительная автоионизация изменяет определяемое экспериментально сечение захвата электрона. Изучение элементарных процессов с участием многозарядных ионов позволили определить области применимости существующих теорий для описания сечений перезарядки, а также для оценки электронных потерь энергии при скоростях сталкивающихся частиц, близких к скорости атомных электронов.
Начиная с 70-х годов в институте стали проводиться исследования поляризационных эффектов при ион-атомных столкновениях. Проф. Е.А.Романовскому, к.ф.-м.н. В.П.Петухову и др. принадлежат приоритетные экспериментальные работы по изучению поляризации характеристического рентгеновского излучения в протон-атомных столкновениях. Д.ф.м.н. Н.М.Кабачником с сотрудниками разработана детальная теория этих процессов.
Параллельно с экспериментальными исследованиями, проводимыми в НИИЯФ в течение всех 50-ти лет его существования, большое внимание уделялось развитию теоретических исследований. В области ядерной физики низких и средних энергий эти исследования были направлены на создание теории ядра, теории разнообразных ядерных реакций и теоретического описания явлений, сопровождающих прохождение частиц через вещество.
Значительный вклад в развитие теоретических исследований в институте по указанным выше направлениям, особенно на этапе становления института, внесли работы профессоров Ю.М.Широкова, А.С.Давыдова и И.С.Шапиро. Проф. Ю.М.Широковым выполнен большой цикл теоретических исследований структуры атомных ядер. Особо следует отметить его работы по генеалогическим коэффициентам для смешанных конфигураций, расчету уровней легких ядер, изучению “разбухания” ядер при их возбуждении, расчетам, связанным с двухнуклонной моделью гигантского резонанса в фотоядерных реакциях, изучению влияния нарушения Р и СР-инвариантности на тонкую структуру ядерных уровней. Значителен вклад Ю.М.Широкова в подготовку кадров на отделении ядерной физики физического факультета МГУ. Им совместно с Н.П.Юдиным написан оригинальный учебник по ядерной физике, который до сих пор является основным пособием для студентов всех вузов страны, в которых изучается ядерная физика.
Профессор А.С.Давыдов, бывший в 1953-1964 г.г. заведующим кафедрой теоретической физики на отделении физического факультета МГУ, а позже работавший директором института теоретической физики АН УССР (г.Киев), оказал значительное влияние на развитие работ по теории ядра в НИИЯФ. В 1958-1964 г.г. А.С.Давыдовым была развита теория коллективных возбуждений ядер, впервые учитывающая их неаксиальную симметрию, а также теория коллективных возбуждений несферических ядер с учетом продольной и поперечной деформируемости ядер. Работы А.С.Давыдова получили широкую известность среди специалистов. В 1969 г. они были отмечены Государственной премией Украинской ССР. Большую роль для воспитания молодых теоретиков-ядерщиков сыграла монография А.С.Давыдова “Теория ядра”, опубликованная в 1959 г.
Профессор И.С.Шапиро (в настоящее время член-корреспондент РАН) внес значительный вклад в создание теории ядерных реакций. Им была разработана дисперсионная теория ядерных реакций, в которой удалось теоретические методы, развитые в физике высоких энергий и квантовой электродинамике, эффективно использовать для описания различных ядерных реакций, протекающих при низких и средних энергиях.
Следующий по времени этап развития теоретических исследований был связан с работами нескольких коллективов теоретиков. Наиболее крупные из них: лаборатория проф. В.В.Балашова, лаборатория проф. В.Г.Неудачина, группа возглавлявшаяся д.ф.-м.н. Э.И.Долинским и проф. Л.Д.Блохинцевым.
В работе В.В.Балашова, В.Г.Неудачина, Ю.Ф.Смирнова, Н.П.Юдина, опубликованной в 1959 г., была заложена основа теории ассоциирования (кластеризации) нуклонов в атомных ядрах на основе представлений модели оболочек, которая оказалась важной для изучения структуры ядер и механизмов ядерных реакций. Важный вклад в последующее развитие этой теории был сделан профессором В.Г.Неудачиным с сотрудниками. В частности, ими показано, что при использовании теории ассоциирования существенным является учет возбужденных кластеров. В 1969 г. В.Г.Неудачиным и Ю.Ф.Смирновым была опубликована большая монография “Нуклонные ассоциации в легких ядрах”.
Проф. В.Г.Неудачиным совместно с д.ф.-м.н. Ю.Ф.Смирновым методы, используемые для исследования структурных особенностей ядер, были использованы для развития нового метода исследования электронных волновых функций в атомах, молекулах и твердотельных пленках - метода квазиупругого выбивания электронов (е,2е). Этот метод успешно реализован в экспериментальных исследованиях. С его помощью удалось получить информацию об импульсных распределениях электронов в определенных квантовых состояниях, т.е. установить вид электронных орбиталей. С 1973 г. проф. В.Г.Неудачиным с сотрудниками развивается кварковый подход к нуклон-нуклонному взаимодействию, основанному на исследовании роли возбужденных кварковых конфигураций. Обнаружен канал цветомагнитного нуклон-нуклонного притяжения. На этой основе получили объяснение экспериментальным данным о взаимном рассеянии нуклонов в широком интервале энергий 012С, 16О, 24Mg с энергией 50-100 ГэВ в монокристалле кремния осуществлено отклонение пучка ионов, ускоренных на серпуховском ускорителе, с помощью изогнутого кристалла для его использования в физических экспериментах.
Выше уже отмечалось, что в НИИЯФ были развиты методы описания энергетических спектров заряженных частиц, обратно рассеянных на различных мишенях, и извлечения из этих спектров разнообразной информации. Оказалось, что этот метод (“метод обратного рассеяния”) является весьма эффективным и для решения ряда прикладных задач. В научных группах проф. Е.А.Романовского, д.ф.-м.н. Н.Г.Чеченина, к.ф.-м.н. Г.П.Похила разрабатывались технологические вопросы азотирования, карбидирования поверхностей металлов и сплавов, исследования свойств защитных покрытий, свойств материалов ВТСП.
В короткой статье невозможно рассказать о многих других работах, выполненных по ядерной физике низких и средних энергий за полувековой период в стенах НИИЯФ МГУ. Для получения дополнительной информации можно обратиться к сборникам / 1-5 /, где в исторической последовательности проведен анализ развития ряда направлений исследований. Кроме того, отметим сборник / 6 /, посвященный памяти директора НИИЯФ МГУ Игоря Борисовича Теплова, внесшего большой личный вклад как в постановку и развитие ряда направлений исследований, так и в совершенствование в институте базы для проведения исследований по ядерной и атомной физике.
Результаты исследований отражены также более чем в 20 монографиях, написанных сотрудниками института. По ядерной физике низких и средних энергий сотрудниками института защищено свыше 40 диссертаций на соискание ученой степени доктора физико-математических наук.
Е.А.Романовский, А. Ф.Тулинов
Литература
1. История и методология естественных наук. Выпуск УШ. Физика. Под ред. А.С.Предводителева и Е.А.Романовского. - М.: Изд-во Моск. ун-та, 1970. с.23.
2. История и методология естественных наук. Выпуск ХХХ!У. Физика. - М.: Изд-во Моск. ун-та, 1988, с.192.
3. 50 лет Научно-исследовательскому институту ядерной физики им. Д.В.Скобельцына. Под ред. проф. М.И.Панасюка, проф. Е.А.Романовского и д.ф.-м.н. В.И.Саврина. - М.: Изд-во Моск. ун-та, 1996.
4. Физика ядра и частиц. Под ред. проф. Б.С.Ишханова, д.ф.-м.н. Е.М.Лейкина, проф. Е.А.Романовского. - М.: Изд-во Моск. ун-та, 1997.
5. В.С.Шпинель Краткая история лаборатории ядерной спектроскопии НИИЯФ МГУ. М.; Изд-во Моск.ун-та, 1997.
6. Развитие научных исследований по ядерной и атомной физике в НИИЯФ МГУ. Под ред. проф. Е.А.Романовского. - М.: Изд-во Моск. ун-та, 1994.