UA RU EN
Фізико-технічний інститут
Кафедра Прикладної фізики
<Главная Кафедра Навчання Наука Форум Download Новини Мапа>
BITP

Інститут теоретичної фізики ім. М.М.Боголюбова Національної Академії Наук України

є провідним науковим центром з фундаментальних проблем теоретичної, математичної та обчислювальної фізики.

Основними напрямками наукових досліджень інституту є фізика і астрофізика високих енергій, квантова космологія, теорія ядерних систем, квантова теорія поля, теорія симетрій, теорія нелінійних процесів в макромолекулярних структурах, наносистемах і плазмі, динаміка відкритих, сильнонерівноважних фізичних, біологічних, економічних та інформаційних систем.

При інституті працює докторантура та аспірантура із спеціальності теоретична фізика, а також центр неперервної освіти для старшокласників та студентів молодших курсів вищих навчальних закладів.

Інститут теоретичної фізики ім. М.М.Боголюбова є базовим для Міжнародного центру фізики, який створено при Відділенні фізики та астрономії Національної Академії Наук України.

Відділи:

  • Астрофізики та елементарних частинок
  • Фізики високих густин енергії
  • Квантової теорії молекул та кристалів
  • Квантової електроніки
  • Математичних методів в теоретичній фізиці
  • Математичного моделювання
  • Нелінійної фізики конденсованого стану
  • Обчислюваних методів теоретичної фізики
  • Прикладних проблем теоретичної фізики
  • Синергетики
  • Структури атомних ядер
  • Теорії та моделювання плазмових процесів
  • Теорії ядра і квантової теорії поля

Інститут теоретичної фізики ім. М.М.Боголюбова НАН України засновано у 1966 році в Києві. Інститут розташовано у мальовничому передмісті Києва – Феофанії, поблизу Свято-Пантелеймонівського собору в оточенні заповідних дібров.

Засновником інституту та першим його директором був видатний фізик-теоретик академік М.М.Боголюбов. З 1973р. до 1988р. інститутом керував академік О.С.Давидов. Від 1988р. до 2002р. інститут очолював академік О.Г.Ситенко. Від 2002р. директором інституту теоретичної фізики є академiк НАН України А.Г.Загородній.

При утворенні інституту в його склад ввійшли три відділи: математичних методів у теоретичній фізиці (завідувач – академік О.С.Парасюк), теорії ядра (завідувач – академік О.С.Давидов) та теорії елементарних частинок (завідувач доктор фіз.-мат. наук А.Н.Тавхелідзе, а з 1969р. – член-кор. В.П.Шелест).

У 1968р. в інституті організовано відділ теорії ядерних реакцій (завідувач доктор фіз.-мат. наук О.Г.Ситенко).

В 1969р. у Львові був створений відділ статистичної теорії конденсованих станів (завідувач доктор фіз.-мат. наук І.Р.Юхновський). На базі відділу було спочатку утворено Львівське відділення статистичної фізики ІТФ (1980р.), а в 1990р. на його основі організовано Інститут фізики конденсованих систем НАНУ, директором якого став академік І.Р.Юхновський.

На цей час в ІТФ ім. М.М.Боголюбова НАНУ працюють відділи: теорії ядра та квантової теорії поля, астрофізики та елементарних частинок, нелінійної фізики конденсованого стану, математичних методів у теоретичній фізиці, теорії та моделювання плазмових процесів, фізики високих густин енергії, квантової електроніки, структури атомних ядер, квантової теорії молекул та кристалів, прикладних проблем теоретичної фізики, обчислювальних методів теоретичної фізики, математичного моделювання, синергетики. У складі інституту 38 докторів і 60 кандидатів фізико-математичних наук, серед них три академіки і два члени-кореспондентu НАН України.

В становленні інституту, як сучасного центру теоретичної фізики, визначну роль відіграла діяльність академіків М.М.Боголюбова, О.С.Давидова, О.Г.Ситенка, О.С.Парасюка, О.З.Петрова, В.Г.Бар’яхтара, І.Р.Юхновського, Д.М.Локтєва, Д.Я.Петрини, А.Г.Загороднього та членів-кореспондентів В.П.Шелеста, П.І.Фоміна, Е.Г.Петрова.

За період існування інституту утворилися наукові школи з актуальних проблем теоретичної фізики: школа з математичної фізики і квантової теорії поля М.М.Боголюбова-О.С.Парасюка, теоретичної фізики О.С.Давидова, теоретичної ядерної фізики та теорії плазми О.Г.Ситенка, релятивістської астрофізики, космології та елементарних частинок П.І.Фоміна.

Інститут був ініціатором і організатором проведення багатьох міжнародних та національних конференцій. Так у 1970р. була проведена ХІ Рочестерська конференція з фізики високих енергій, у 1979, 1983, 1987, та 1989 роках проходили Міжнародні робочі групи з нелінійних та турбулентних процесів у фізиці, у 1977 - Міжнародна конференція з квантової хімії, біології та фармакології, у 1979 - Радянсько-американський симпозіум з теорії солітонів, у 1984 - Радянсько-італійський симпозіум з вибраних питань статистичної фізики, у 1990 - Міжнародна конференція з фізики рідин в малих об’ємах. З 1992р. за підтримки інституту регулярно проводяться конференції з фізики адронів та нових напрямків в фізиці високих енергій.

Важливу об’єднавчу роль для фізиків незалежної України відіграла міжнародна конференція “Фізика в Україні”, яка була проведена в ІТФ у 1993р. Визначною подією для вчених багатьох країн стала Боголюбівська конференція, проведена в Києві та Дубні в 1999р.

В 2001р. в Києві була проведена I-а Міжнародна школа ІТФ-ІТЕФ з теоретичної і математичної фізики для школярів та студентів, а в 2002р. - друга.

Особливим є внесок інституту в організацію Міжнародних конференцій з теорії плазми (1971р., 1974р., 1987р.), ініціатива в проведенні яких належить Інституту теоретичної фізики і які неодноразово проводились в інституті. Конференції з теорії плазми одержали назву “київських”. Саме з назвою “київська” ці конференції з 1976 року проходять в різних країнах світу (Трієст, Італія – 1977, Нагойя, Японія – 1980 і 1996, Гетеборг, Швеція – 1982, Лозана, Швейцарія – 1984, Нью-Делі, Індія – 1989, Інсбрук, Австрія - 1992, Фос-Пуасу, Бразилія – 1994, Прага, Чехія – 1998, Квебек–Сіті, Канада – 2000, Сідней, Австралія – 2002, Ніца, Франція –2004, Київ, Україна –2006).

За час існування інституту співробітниками видано 80 наукових монографій, 6 збірників наукових праць та 28 збірників матеріалів наукових конференцій.

Вагомі наукові результати, отримані в ІТФ ім. М.М.Боголюбова НАНУ, сприяють високому рівню і подальшому розвитку фізичної науки в Україні.

Украинский академический грид

Институт теоретической физики им. Н.Н. Боголюбова Национальной академии наук Украины как институт, ответственный за выполнение Программы «Внедрение грид-технологий и построение кластеров» в НАН Украины, открыл веб-сайт Украинского Академического Грида (УАГ).

Физика и Грид

Институт теоретической физики им. Н.Н. Боголюбова имеет давние и тесные связи с ЦЕРНом. Сотрудники института неоднократно бывали в ЦЕРНе, выступали с научными докладами, выполняли совместные исследования. Эти исследования касаются главным образом проблем квантовой теории поля, взаимодействия адронов (сильно взаимодействующих элементарных частиц), тяжелых заряженных ионов при сверхвысоких энергиях, физики высоких плотностей энергии.

С 1995 года, когда в ЦЕРНе начали создаваться группы для разработки и планирования экспериментов на ускорителе LHC (Large Hadron Collider), сотрудники института совместно с харьковскими инженерами приняли участие в создании детектора для эксперимента ALICE. В частности они внесли решающий вклад в построение центральной части детектора (ITS – Internal Track System) – внутренней трековой системы. Схема детектора изображена на рисунке, на котором отмечено, какие страны участвовали в создании различных частей этой грандиозной установки.


ALICE
Одна из основных задач эксперимента ALICE – исследование процессов, происходящих при образовании сверхплотного состояния, возникающего при столкновении ускоренных тяжелых ядер. Предполагается, что при этом образуется новое состояние вещества – кварк-глюонная плазма. Согласно существующим физическим представлениям, протоны и нейтроны, из которых составлено ядро, не являются элементарными. Они, в свою очередь состоят из более элементарных и фундаментальных частиц - кварков, которые удерживаются внутри нуклонов (общее название для протонов и нейтронов), обмениваясь глюонами.

В экспериментах на ускорителе LHC (Large Hadron Collider), строительство которого заканчивается в ЦЕРНе (Женева, Швейцария), будут ускоряться и сталкиваться протоны с протонами, протоны с ядрами и ядра с ядрами. Суммарная энергия столкновения двух ядер свинца будет настолько большой (1250 TeV - в 1250000 раз больше энергии покоящегося протона), что ядра в момент столкновения сжимаются и уплотняются до такой степени, что исчезают границы между нуклонами. Образуется состояние, в котором кварки и глюоны из разных нуклонов перемешиваются, свободно перемещаясь в области столкновения. Возникает то, что и называется кварк-глюонной плазмой. Согласно современным взглядам на возникновение и эволюцию Вселенной в первые секундs после Большого Взрыва все пространство было заполнено кварк-глюонной плазмы, и только потом образовались наблюдаемые элементарные и более сложные частицы – нуклоны, мезоны, ядра и т.д.

Кварки и глюоны обладают многими удивительными и необычными свойствами. Это и дробный электрический заряд (в единицах заряда электрона), это и так называемая асимптотическая свобода – ослабление силы взаимодействия с уменьшением расстояния между кварками. До сих пор нет общепризнанного ответа на вопрос, почему нельзя экспериментально наблюдать отдельный, свободный кварк. Есть много других вопросов, поиску ответов на которые и посвящена научная программа работы крупнейшего в мире ускорителя LHC. Информацию, популярную и специальную, о пяти планируемых экспериментах на LHCATLAS, ALICE, CMS, LHCb  и TOTEM можно прочитать на Интернет-сайте ЦЕРНа и сайтах каждого из экспериментов.

Особенностью взаимодействия частиц или ядер при высоких энергиях является рождение огромного числа различных элементарных частиц – в индивидуальном столкновении при энергиях LHC могут рождаться тысячи или даже десятки тысяч частиц. Задача экспериментаторов – зарегистрировать их, определить свойства каждой частицы: заряд, импульс, энергию, квантовые числа. Вся полученная информация должна быть записана и проанализирована, окончательные данные будут исследоваться и сравниваться с теоретическими и модельными предсказаниями. Для этого требуются беспрецедентные компьютерные ресурсы. Оценки показывают, что объем информации, которая будет получаться в ходе экспериментов в течение только одного года (а они будут проходить в течение многих лет) и должна быть записана и сохранена, составляет около 15 Петабайт = 15000 Терабайт = 15000000 Гигабайт. Для обработки и анализа этой информации требуются десятки тысяч современных мощных компьютеров. Ни один из существующих суперкомпьютеров и компьютерных центров не в состоянии справиться с подобной задачей. Именно поэтому в ЦЕРНе было решено объединить вычислительные ресурсы физических институтов и лабораторий всего мира в единую вычислительную сеть, которая работает на основе грид-технологий (см. соответствующие страницы на нашем сайте). Все заинтересованные институты и лаборатории организовали виртуальную грид-организацию WLCG (Worldwide LHC Computing Grid), которая уже сейчас активно работает и в которой ежедневно решаются десятки тысяч задач, связанных с работой ускорителя и будущими экспериментами.

В 2006 году Национальная академия наук Украины стала официальным членом коллаборации WLCG, подписав с ней Меморандум о взаимопонимании. Институт теоретической физики участвует в AliEn-grid – грид-объединении, которое обслуживает эксперимент ALICE, а Харьковский физико-технический институт принимает участие в грид-проекте для эксперимента CMS.

Грид-технологии в ИТФ используются или будут использоваться не только в физике высоких энергий, но также и в астрофизике (создана и работает виртуальная астрофизическая лаборатория VIRGO (Virtual Roentgen and Gamma Observatory)), в физике плазмы и других направлениях исследований, ведущихся в институте.

Адреса інституту:

Інститут теоретичної фізики
НАН України
вул. Метрологічна 14-б,
Київ, 03680, Україна
Телефон: 380 (44) 492-1423
Факс: 380 (44) 526-5998

Переклад
Статус:виконан
Перевірка:виконана
Останнє оновлення
18.01.2009 : 12.08
Версія 1 β