EN

Кафедра физики космоса

К 85-летию физического факультета МГУ

Кафедра физики космоса ведет начало от кафедры космических лучей. Приказом И.В. Сталина первого февраля 1946 года были основаны НИФИ-2 и Отделение строения вещества физического факультета МГУ. Директором Института был назначен академик Д.В. Скобельцын, заведующим Отделением — академик Сергей Николаевич Вернов. Вскоре после этого, в 1947 году, на отделении был образован ряд кафедр, среди которых и кафедра космических лучей. Заведующим кафедрой стал С.Н. Вернов.

Первый выпуск физиков, специализирующихся в области космических лучей, состоялся в 1949 г. С тех пор кафедрой подготовлено более 700 физиков — космиков, значительная часть которых успешно работала и работает в научных лабораториях НИИЯФ МГУ и институтах Академии наук, стали кандидатами, докторами наук, профессорами, руководителями научных направлений.

К подготовке студентов на кафедре были привлечены крупнейшие специалисты по экспериментальной и теоретической ядерной физике. Научной базой подготовки стал НИФИ-2 (в будущем НИИЯФ МГУ). Учебной работой на кафедре (лекции, руководство студентами и аспирантами) непосредственно занимались академики С.Н. Вернов, Г.Т. Зацепин, А.Е. Чудаков, Г.Б. Христиансен, чл.-корреспонденты Д.А. Киржниц, С.И. Никольский, профессора А.И. Лебединский, А.А. Санин, И.В. Ракобольская, Л.И. Сарычева.

Академик С.Н. Вернов возглавлял кафедру с 1947 г. до своей кончины в 1982 г.

Он автор ряда фундаментальных исследований по космическим лучам и связанным с ними проблемам физики элементарных частиц, плазменных явлений, астрофизики и геофизики, один из основоположников изучения и освоения космического пространства с помощью искусственных спутников Земли. С помощью радиозондов С.Н. Вернов изучал состав космических лучей в стратосфере. Им было выяснено, что космическое излучение состоит в основном из протонов, а электронно-фотонная компонента имеет вторичное происхождение (Государственная премия 1949г.) Академиками С.Н. Верновым и А.Е. Чудаковым было показано существование радиационных поясов Земли, исследованы их структуры и динамика, создана теория их происхождения (Ленинская премия 1960 г.). Дальнейшие исследования под руководством С.Н. Вернова позволили выяснить фундаментальные закономерности физики Солнца, межпланетной среды, магнитосферы и ионосферы Земли.

Академик С.Н. Вернов

Академик Г.Т. Зацепин возглавлял кафедру космических лучей и физики космоса в 1982–2005 гг. Он один из ведущих ученых в области космических лучей и нейтрино, лауреат Государственной и Ленинской премий. Им были открыты электронно-ядерные ливни в космических лучах (1949 г.) и было показано, что частицами, генерирующими ливни, являются протоны и более тяжелые первичные ядра, и выявлено, что основой развития атмосферного ливня является ядерно-каскадный процесс (1951 г.). Г.Т. Зацепин первым исследовал вопрос о происхождении ультрарелятивистских частиц через фотонный газ. Им разработаны новые методы регистрации нейтрино от Солнца и предложены эксперименты по детектированию нейтрино от коллапсирующих звезд.

Академик Г.Т. Зацепин Профессор М.И. Панасюк

С 2005 г. заведующим кафедрой физики космоса является директор НИИЯФ МГУ профессор М.И. Панасюк.

Особо необходимо отметить роль в развитии кафедры профессора Ирины Вячеславовны Ракобольской.

Это легендарная женщина — замечательный ученый, преподаватель, общественный деятель. Во время Великой Отечественной войны была начальником штаба женского полка ночных бомбардировщиков. В 1968–2003 гг. профессор И.В. Ракобольская была заместителем заведующего кафедрой, под ее руководством заложены основы учебного процесса, которые и поныне успешно реализуются на кафедре. Ирина Вячеславовна в прямом смысле была душой кафедры, создала ту добрую атмосферу нашего коллектива, благодаря которой удается реализовывать все необходимые задачи.

Профессор И.В. Ракобольская

Научная история кафедры неразрывно связана с НИИЯФ МГУ, как основной базой научной подготовки студентов и проведения научно-исследовательских работ сотрудниками кафедры. Основным базовым научным отделом кафедры в настоящее время является отдел космических наук (ОКН) НИИЯФ МГУ (зав. отделом — профессор М.И. Панасюк). Экспериментальные работы проводятся как на спутниках, так и на наземных установках. ОКН проводит как фундаментальные исследования в области астрофизики космических лучей и космической физики, так и прикладные, направленные на исследования и моделирование воздействия космических факторов (плазмы, энергичных частиц и электромагнитных полей) на космические аппараты и биологические объекты.

Были получены следующие основные научные результаты:

Открыт ядерно-каскадный процесс в атмосфере Земли (Д.В. Скобельцын, Г.Т. Зацепин, Н.А. Добротин, 1929)

На установке ШАЛ МГУ обнаружен излом в спектре первичных космических лучей при энергии 3·1015 эВ (С.Н. Вернов, Г.Б. Христиансен, Г.А. Куликов, 1958)

Открыты и исследованы радиационные пояса Земли (С.Н. Вернов, А.Е. Чудаков, А.И. Лебединский, 1958)

Предсказано обрезание спектра космических лучей при энергиях выше 1020 эВ — эффект ГЗК (Г.Т. Зацепин, В.А. Кузьмин, 1966)

Создан новый прибор — ионизационный калориметр, позволяющий измерять энергию элементарных частиц с большой точностью, получивший распространение во всем мире (Н.Л. Григоров, В.С. Мурзин, 1954).

Проведены наблюдения явления выстроенности высокоэнергичных адронов в акте ядерного взаимодействия и экспериментально подтвержден эффект Ландау-Померанчука-Мигдала в эксперименте «Памир» (И.В. Ракобольская, И.П. Иваненко, Т.М. Роганова, Л.Г. Свешникова и сотрудники ФИАН, 1991).

Прямое наблюдение осцилляций мюонных нейтрино в таонные в рамках эксперимента OPERA (Т.М. Роганова, 2015)

Впервые осуществлена регистрация космических лучей сверхвысокой энергии по флуоресцентному треку с борта космического аппарата «Ломоносов» (М.И. Панасюк, П.А. Климов, и др., 2018)

Открыты новые транзиентные явления в атмосфере (Г.К. Гарипов, П.А. Климов, М.И. Панасюк, 2018)

В эксперименте на спутнике «Ломоносов» осуществлено измерение кривой блеска собственного излучения гамма-всплеска в оптическом и гамма диапазонах (М.И. Панасюк, В.М. Липунов, С.И. Свертилов и др.).

В последние годы вместе с кафедрой физики космоса НИИЯФ успешно реализует космическую программу Московского университета.

В настоящее время на кафедре ведутся научные исследования и подготовка студентов по следующим направлениям.

Астрофизика космических лучей

• Исследование космических лучей сверхвысоких энергий.

• Изучение транзиентных явлений в атмосфере Земли и космическом пространстве в различных диапазонах электромагнитного спектра.

• Исследование временных и спектральных характеристик рентгеновских и гамма источников на космических аппаратах.

• Исследование спектров и состава галактических космических лучей. Основные проекты — действующий космический эксперимент «Нуклон», планируемые миссии «Нуклон-2» и ОЛВЭ.

• Наземная гамма-астрономия (изучение экстремальных объектов Вселенной в самом высокоэнергичном диапазоне электромагнитных волн). Основной проект — создание новой гамма-обсерватории ТАЙГА.

Физика космоса

• Мониторинг космической радиации. Основные проекты — разработка аппаратуры радиационного и дозиметрического контроля для спутников «Метеор», «Электро», «Арктика», Международной космической станции.

• Физика солнечно-земных связей и космическая погода (изучение влияния Солнца на состояние магнитосферы и верхних слоёв атмосферы, а также радиационные пояса Земли)

• Изучение магнитосфер планет

Физика нейтрино

• Физика нейтрино (изучение осцилляций нейтрино, поиск стерильного нейтрино)

Важнейшим проектом является университетский спутник «Ломоносов», успешно запущенный с космодрома «Восточный», научные задачи которого:

• регистрация космических лучей предельно высоких энергий путем наблюдений треков в атмосфере (эксперимент ТУС);

• исследование космических гамма-всплесков;

• исследование транзиентных явлений в атмосфере, начатых на университетских спутниках «Татьяна», «Татьяна-2» и космическом аппарате «Вернов».

Гамма-телескопы в составе астрофизического комплекса ТАЙГА.

Коллектив кафедры физики космоса

Назад