Какие исследования будут проводиться в центре физики и математики в Сарове

По инициативе РФЯЦ-ВНИИЭФ в Сарове создается Национальный центр физики и математики (НЦФМ). Он объединит компетенции ведущих вузов и научных центров страны. Программа фундаментальных исследований еще формируется, но основные направления уже понятны. Представляем самые актуальные.

ЯДЕРНАЯ И РАДИАЦИОННАЯ ФИЗИКА

Научные темы
• Разработка новых технологий по созданию ускорителей заряженных частиц, масс-сепараторов трансурановых элементов и получению сверхчистых изотопов, проведение ядерно-физических исследований
• Исследование радиационных процессов и эффектов, вызываемых ионизирующими излучениями космического пространства, в перспективных материалах, микроэлектронике и радиоэлектронной аппаратуре
• Резонансные явления в околоземной плазме и возможности управляемого воздействия на радиационные пояса Земли
• Разработка методов защиты электронной компонентной базы и аппаратуры от радиационного излучения

Инфраструктура
Ускорители и реакторы РФЯЦ-ВНИИЭФ

Консорциум
ВНИИЭФ, ОИЯИ, НИИАР, ИСЭ СО РАН, НИИЭФА, МГУ, ИКИ РАН, НИЛАКТ, Курчатовский институт, ИПФ РАН, ИЯФ СО РАН, МИФИ, НПО «Горизонт», ФИАН, ИСС им. Решетнева, ННГУ им. Лобачевского

СУПЕРКОМПЬЮТЕРНЫЕ И КВАНТОВЫЕ ТЕХНОЛОГИИ

Научные темы
• Исследование архитектуры суперЭВМ
• Технология квантовых вычислений
• Фотонные вычислительные машины

Инфраструктура
Суперкомпьютер ВНИИЭФ

Консорциум
МГУ, ВНИИА, ВНИИЭФ, дирекция по цифровизации «Росатома», ВНИИТФ, Курчатовский институт, МГТУ им. Баумана, МИФИ, ННГУ им. Лобачевского

ГАЗОДИНАМИКА И ФИЗИКА ВЗРЫВА

Научные темы
• Физика неидеальной плазмы водорода, гелия и других практически важных газов при давлении до 250 Мбар
• Гидродинамическая неустойчивость и турбулентность

Инфраструктура
• Рентгенографический комплекс РГК-Б
• Безжелезные импульсные бетатроны БИМ-234.3000

Консорциум
ВНИИЭФ, ИФВЭ, ИПХФ РАН, ОИВТ РАН, ИПМ РАН, ФИАН, РХТУ им. Менделеева, МИРЭА

ИССЛЕДОВАНИЯ В СИЛЬНЫХ И СВЕРХСИЛЬНЫХ МАГНИТНЫХ ПОЛЯХ

Научные темы
• Исследование свойств веществ с использованием взрывных генераторов сверхсильных магнитных полей
• Исследование свойств веществ в сильных магнитных полях с использованием неразрушаемых соленоидов
• Расчетно-теоретические исследования твердого тела в экстремальных условиях

Инфраструктура
• Взрывомагнитный генератор МК‑1
• Действующие и перспективные установки ВНИИЭФ

Консорциум
ВНИИЭФ, ИФМ РАН, ИФП СО РАН, ИРЭ РАН, ИФМ УрО РАН, ИФ СО РАН, МГУ, ННГУ им. Лобачевского, МИЭТ, ИФЗ РАН, ИФВД РАН, СарФТИ

МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ И ИСКУССТВЕННЫЙ ИНТЕЛЛЕКТ

Научные темы
• Методы моделирования физических процессов
• Математические методики для решения задач моделирования физических процессов в высокотехнологичных системах, природных и биологических процессов и др.
• Технологии искусственного интеллекта, машинного обучения, обработки сверхбольших баз данных, массового параллелизма и др.

Инфраструктура
Суперкомпьютер ВНИИЭФ

Консорциум
ВНИИЭФ, МГУ, НИИСИ РАН, Курчатовский институт, ВНИИТФ, ИПМ РАН, ИПФ РАН, ИВМиМГ СО РАН, МИФИ, ННГУ им. Лобачевского, КФУ, НГТУ им. Алексеева, МАИ, Крыловский государственный научный центр, ОКБМ им. Африкантова

ФИЗИКА ИЗОТОПОВ ВОДОРОДА

Научные темы
• Взаимодействие изотопов водорода с твердым телом
• Измерение электромагнитных свойств нейтрино с использованием интенсивного тритиевого источника
• Изучение свойств нейтронно-избыточных ядер, лежащих на границе нейтронной стабильности

Инфраструктура
Действующие и перспективные установки, комплексы и лаборатории ВНИИЭФ

Консорциум
ВНИИЭФ, СПбГУТ, МГУ, ОИЯИ, Курчатовский институт, «Маяк»

ФИЗИКА ВЫСОКИХ ПЛОТНОСТЕЙ ЭНЕРГИИ

Научные темы
• Исследование режимов гидротеплового и детонационного взаимодействия лазерного излучения с пористой мишенью
• Ограничение эффектов перекачки энергии между интенсивными лазерными пучками
• Расчетно-теоретические и экспериментальные исследования отклонений от колмогоровской модели турбулентности и атмосферы
• Магнитное обжатие с лазерным разогревом газа

Инфраструктура
Лазерная установка мегаджоульного класса

Консорциум
ВНИИЭФ, ФИАН, ИПФ РАН, ИОФ РАН, ИТФ РАН, ИОА СО РАН, ИДГ РАН, ВНИИА, ФТИ РАН, ИФМ РАН, ТРИНИТИ, ОИВТ РАН, ИПХФ РАН, ИКИ РАН, МГУ, НИИ НПО «Луч»

ФИЗИКА ЧАСТИЦ, КОСМОЛОГИЯ, АСТРОФИЗИКА И ГЕОФИЗИКА

Научные темы
• Развитие квантовой механики стационарных состояний частиц в искривленном и плоском пространстве-времени
• Теоретическое исследование новых моделей и сигналов темной материи для экспериментов на коллайдерах
• Физические явления на постинфляционной стадии развития Вселенной
• Молния и атмосферное электричество, лабораторное и численное моделирование молниевых разрядов

Инфраструктура
Лазерная установка мегаджоульного класса

Консорциум
ВНИИЭФ, НИИЯФ МГУ, ОИЯИ, ИЛФ СО РАН, ИПФ РАН

БОЛЬШИЕ ДАННЫЕ В ТЕХНИЧЕСКИХ И ПРОМЫШЛЕННЫХ СИСТЕМАХ

Научные темы
• Разработка алгоритмов статистического моделирования и анализа больших данных
• Разработка высокоинтеллектуальных технологий для создания безлюдных производств
• Создание автономного интеллектуально-активного системного ПО
• Создание платформы для разработки систем нейроморфного ИИ на отечественной электронно-компонентной базе
• Исследование фундаментальных проблем сквозного управления жизненным циклом изделий

Инфраструктура
ЦОД ВНИИЭФ, ИТ-инфраструктура ВНИИЭФ

Консорциум
ВНИИЭФ, институты научного блока «Росатома», ИПУ РАН, ИСП РАН, МГУ, СПбГУ, МИФИ, МГТУ им. Баумана

КАМПУС БУДУЩЕГО

Главным поставщиком кадров и ключевым элементом НЦФМ станет саровский филиал МГУ. Учебный процесс стартует 1 сентября. В этом году филиал примет 50 магистрантов, срок обучения составит два года.

Сооружение кампуса в технопарке вблизи Сарова — ​в разгаре. В июле делегация студентов и преподавателей МГУ осмотрела первые готовые аудитории и лаборатории адаптивной оптики, физики лазеров и нелинейной оптики, а также двухэтажные таунхаусы, в которых будут жить первые магистранты.

Но это только начало. «Над обликом филиала МГУ трудятся лучшие архитектурные бюро страны», — ​говорит один из кураторов проекта со стороны «Росатома», советник директора «Атомэнергопрома» Александр Фирсов. Особенностью кампуса станет практико-ориентированная исследовательская инфраструктура: лаборатории, бизнес-инкубаторы и стартап-акселераторы. В одном месте можно будет и учиться, и вести научные исследования, и заниматься их коммерциализацией.

Планируется, что со временем в кампусе будет сформирована междисциплинарная образовательная среда: здесь будут обучать не только физике и математике, но и естественным, социальным и гуманитарным наукам. Такой подход широко развит на Западе.

На всей территории НЦФМ будет развернута система «Умный город», которая обеспечит управление внутренними процессами. Кампус будет оборудован современными телекоммуникационными системами и включен в глобальную информационно-образовательную сеть университетов мира.

Студентам и преподавателям будут доступны разные форматы проживания. «Общежитие будет основным, но со временем станут доступны и другие форматы: коливинги, апартаменты, отельные таунхаусы, — ​рассказывает Александр Фирсов. — ​Если преподаватель захочет переехать в Саров с семьей или студенты в процессе учебы решат пожениться, проблем с жильем не будет».

Егор Давыдов
Ведущий научный сотрудник, Институт теоретической и математической физики ВНИИЭФ

— Предполагается, что в НЦФМ будут формироваться консорциумы ученых, которые объединяются на какое-то время для проведения научного исследования. Они будут приезжать и год, два, три — ​в зависимости от масштаба проекта — ​жить на территории НЦФМ, активно пользоваться вычислительными мощностями и экспериментальной базой ВНИИЭФ. Мы планируем под это дело создать в ядерном центре новый отдел, его рабочее название — ​отдел научно-методического и технического сопровождения работы НЦФМ. Его представители будут обсуждать с учеными НЦФМ необходимые им эксперименты, планировать их, следить за выполнением, транслировать результаты. В рамках функционирования НЦФМ планируется получение огромного количества экспериментальных и расчетных данных, это все где-то надо будет аккумулировать, создавать базы данных. Для этого внутри отдела будет создана лаборатория системного анализа.