Журнал № 1 - 2014(18), рубрика: "Технологический прорыв"

Доцент Александр Мазур: «Физика развивается семимильными шагами – и мы не имеем права отставать...»

Тихоокеанский государственный университет всегда стремится идти в ногу со временем – наш вуз является передовым на Дальнем Востоке по многим направлениям научных исследований. Университет обладает уникальной научно-исследовательской базой, и наши ученые активно пользуются предоставленными им возможностями.

Чтобы подробно узнать об исследованиях в области теоретической ядерной физики, которые ведут ученые ТОГУ, о международном научном сотрудничестве в этой сфере и о многом другом, мы побеседовали с кандидатом физико-математических наук, доцентом кафедры «Физика» Александром Мазуром. И вот что он рассказал.

Физика развивается семимильными шагами

О направлениях исследований

– Исследования в области теоретической ядерной физики всегда находятся на переднем рубеже мировой науки. Сложность решаемых теоретиками задач в этом направлении обусловлена в основном двумя факторами: многочастичностью и отсутствием строгой модели нуклон-нуклонного взаимодействия.

Что касается первого, то, как шутят сами физики, их наука достаточно легко решает задачу о «табуретке» с одной «ножкой», с двумя и даже с бесконечно большим числом «ножек». Однако с большим трудом решается точная задача о «табуретке» с тремя-четырьмя «ножками». В контексте этой шутки число ножек – это число нуклонов в атомном ядре. Поэтому для описания легких ядер, состоящих из 3-х и более (до 16-ти), нуклонов (протонов и нейтронов) применяются приблизительные методы.

Физика развивается семимильными шагами1

Что касается второго – сущность точного вида взаимодействия между составными «кирпичиками» атомного ядра, протонами и нейтронами, до сих пор неизвестна, несмотря на то, что современная физика исследует их структуру. Поэтому до настоящего времени в расчетах используются именно модели нуклон-нуклонного взаимодействия с большим числом параметров. Вот так и получается: мы на практике давно используем ядерную энергию, а вот до конца осмыслить процесс теоретически затрудняемся. Именно поэтому мы активно участвуем в изучении этих интересных и важных для понимания процессов, благодаря которым вообще существует наша Вселенная.

Физика развивается семимильными шагами5

В начале XXI века учеными ТОГУ и Научно-исследовательского института ядерной физики имени Д. В. Скобельцына (НИИЯФ Московского государственного университета им. М.В. Ломоносова) была предложена и построена новая модель нуклон-нуклонного взаимодействия, получившая «имя»-индекс JISP16. Эта модель описывает данные по нуклон-нуклонному рассеянию и характеристики дейтрона (связанное состояние протона и нейтрона) с точностью, не уступающей другим известным реалистическим моделям нуклон-нуклонного взаимодействия. Более того, потенциал JISP16, как выяснилось, обладает рядом преимуществ. В частности, он гораздо лучше «приспособлен» к расчетам свойств ядер в различных вариантах модели их оболочек, учитывающих многочастичность, и не требует привлечения в расчетах дополнительных трехчастичных сил. В результате наш нуклон-нуклонный потенциал сейчас широко используется во всем мире.

Физика развивается семимильными шагами2

О научном и международном научном сотрудничестве

С НИИЯФ МГУ мы сотрудничаем уже давно – начиная с середины 70-х годов ХХ века. И в настоящее время все ученые ТОГУ, которые занимаются исследованиями в области ядерной и атомной физики, так или иначе держат связь с этим институтом. А в 2000 году сложилась тесная научная коллаборация, сотрудничество ученых трех вузов: ТОГУ, НИИЯФ МГУ и Университет науки штата Айова (Iowa State University, ISU) в США. Взаимная заинтересованность была обусловлена тем, что созданная нами модель идеально подходит для проведения расчетов в так называемой «Модели оболочек без инертного кора», разработанной группой под руководством профессора американского университета Джеймса Вэри. Кроме этого, именно американские коллеги обеспечили нам доступ к крупнейшим суперкомпьютерам, без которых невозможны современные теоретические исследования, основанные на сложнейших математических расчетах.

Физика развивается семимильными шагами4

Сотрудничество оказалось очень плодотворным и динамично развивающимся. К настоящему моменту в ведущих научных журналах мира уже опубликовано более 30 совместных статей, проведены расчеты свойств всех ядер s- и p-оболочек, включая характеристики экзотических слабосвязанных нейтронно-избыточных изотопов. Результаты расчетов в Модели оболочек без инертного кора с нуклон-нуклонным потенциалом JISP16 прекрасно согласуются с экспериментальными данными.

Физика развивается семимильными шагами3

Научное сотрудничество между нашими университетами расширяется и выходит за рамки только ядерной физики. В 2011 году между ТОГУ и Университетом штата Айова подписан Меморандум о взаимопонимании. В 2012 году на базе ТОГУ была проведена международная конференция «Теория ядер в эру суперкомпьютеров» («Nuclear Theory in the Supercomputing Era»). Она была посвящена актуальным проблемам ядерной физики: структуре ядер и реакций с их участием, нуклон-нуклонному взаимодействию. Большое внимание уделялось применению новейшей вычислительной техники для моделирования сложных задач. В конференции приняли участие ведущие специалисты из России, США, Японии, Южной Кореи и Швейцарии. Первая встреча прошла успешно. А уже в мае 2013 года вторая конференция на эту же тему, состоявшаяся в городе Эймсе (в этом небольшом уютном городке штата Айова расположен американский университет), собрала около 60 ведущих ученых из разных стран мира. Организатором этой конференции наряду с Университетом штата Айова являлся Тихоокеанский государственный университет – мы занялись подготовкой и публикацией сборника научных работ, представленных на конференции. Следующим шагом в развитии международного сотрудничества является подготовка и подписание Договора (Меморандума) о сотрудничестве между нашими университетами, который будет основой для совместных научных исследований в различных областях науки и технологий, а также для осуществления взаимного обмена студентами и аспирантами.

О студентах


Определенный задел для реализации обмена в области подготовки новых специалистов уже создан опять же в рамках нашего научного сотрудничества. Так, аспирант МГУ Василий Куликов под руководством профессора А. М. Широкова в рамках нашего сотрудничества подготовил и успешно защитил кандидатскую диссертацию. Финансирование его командировок в Университет штата Айова осуществлялось за счет средств грантов, выигранных нами в конкурсах Федеральных целевых программ. В настоящее время исследованиями в области теоретической ядерной физики занимаются два аспиранта кафедры физики ТОГУ. Студенты, обучающиеся по специальности «Физика» в ТОГУ, также активно интересуются ядерной физикой – здесь хотелось бы отметить студента 4-го курса Егора Проскурякова.

Физика развивается семимильными шагами6

О планах на будущее

В июне 2014 года мы совместно с ISU и НИИЯФ МГУ планируем провести третью конференцию по теме «Теория ядер в эру суперкомпьютеров». В этот раз она снова пройдет на базе Тихоокеанского государственного университета. В состав программного комитета входят ученые мирового уровня из ведущих университетов России, США и других стран, что свидетельствует о высоком уровне конференции. Эта встреча будет уже третьей в серии научных форумов, направленных на объединение усилий теоретиков, программистов и прикладных математиков.

Мы намерены продолжать научные исследования, расширять круг решаемых задач. Естественно, планируем все так же сотрудничать с Российским научным фондом, готовить заявки и выигрывать гранты для проведения исследований. И, конечно, мы будем и дальше привлекать студентов и аспирантов ТОГУ к исследованиям в области ядерной физики. Если хотите заниматься интереснейшими исследованиями по теории Мироздания – милости просим к нам!

Подготовила Полина Песляк.
Фото представлены Александром Мазуром

***

Кстати, на церемонии награждения в честь Дня Российской науки, прошедшей в ТОГУ 10 февраля, доцент Александр Мазур назван победителем в номинации «Самый известный ученый 2013 года».

Фотографии