Опубликован шестой номер международного электронного научного журнала Natural Science Review, который издается Объединенным институтом ядерных исследований. В выпуске представлены статьи по физике высоких энергий и элементарных частиц, работа по наукам об окружающей среде, по физике конденсированных сред, математической физике, ускорительной и ядерной физике. Часть опубликованных работ войдет в сборник, посвященный 70-летию ОИЯИ.
Обзор «Обобщение результатов исследований тяжелых металлов — новых загрязнителей атмосферы: систематический обзор и библиометрический анализ» Вирачона Савангпроха, Четсады Фаенарка, Арики Бридхикити (Университет Махидол) посвящен результатам пяти десятилетий исследований (1973–2024) об источниках эмиссии тяжелых металлов, механизмам переноса, путям осаждения и методам мониторинга, и дополнен библиометрическим анализом 1642 статей. Статья затрагивает вопросы прогресса в аналитических методах и биомониторинге, включая атомно-абсорбционную спектроскопию, масс-спектрометрию с индуктивно-связанной плазмой, рентгенофлуоресцентный анализ, а также анализа трудностей проведения долгосрочных проектов в данном научном направлении. В работе показано, что развитие этих методов вместе с использованием мхов как биоиндикаторов позволило существенно повысить чувствительность регистрации тяжелых металлов.
В статье Андрея Арбузова, Лидии Калиновской, Александра Ольшевского, Виталия Ермольчика «ZFITTER: Теоретические вычисления и высокоточная проверка Стандартной модели» содержится описание основных характеристик компьютерного кода ZFITTER в контексте высокоточной проверки Стандартной модели на данных коллайдера LEP (1989–2000). Также в работе анализируются особенности этой программы, позволившие ей стать стандартным инструментом для теоретической интерпретации наблюдаемых в феноменологии электрослабых взаимодействий. Обсуждаются перспективы использования программного кода на будущих электрон-позитронных коллайдерах и демонстрируются возможности включения более высоких порядков радиационных поправок с целью достижения более высокой точности.
В обзоре исследователей из ОИЯИ Алексея Гуськова, Андрея Мальцева и Александра Ольшевского «Исследование низкоэнергетической квантовой хромодинамики в реакциях мезонов с кулоновским полем атомных ядер» рассмотрены этапы развития теоретических и экспериментальных исследований параметров в низкоэнергетической КХД, начиная с первых работ в Лаборатории теоретической физики ОИЯИ и заканчивая современными измерениями в ЦЕРН. Обсуждаются новаторские теоретические подходы, которые были предложены в ОИЯИ для вычисления параметров мезонов в различных адронных моделях. Показано, что эти методы заложили основу для экспериментов по изучению поляризуемости пиона в реакции радиационного рассеяния. Обсуждаются планы будущего эксперимента AMBER по прецизионным измерениям поляризуемости каонов и связанных с ними констант сильного взаимодействия при низких энергиях.
Работа «Коэффициент оптического пропускания кремнеземного аэрогеля» Аргинэ Хакобян, Артака Мкртчяна, Дианы Хуршудян посвящена результатам исследования аэрогелевых детекторов черенковского излучения и оптических характеристик образцов аэрогеля в рамках эксперимента SPD на ускорительном комплексе NICA, запущенного в ОИЯИ. Для оценки достоверности и точности измерений полученные данные сравниваются с аналогичными исследованиями, проведенными в других мировых научных центрах.
В статье «Ядро 8Be и состояние Хойла в диссоциации релятивистских ядер» Андрея Зайцева, Дениса Артеменкова и Павла Зарубина обсуждаются результаты эксперимента BECQUEREL, проводимого в Лаборатории физики высоких энергий ОИЯИ. Статья посвящена обзору экспериментов по исследованию редких и нестабильных состояний атомных ядер, которые проявляются в виде кластеров из альфа-частиц и протонов с помощью ядерной эмульсии. В эксперименте пучки релятивистских ядер (с энергией от сотен МэВ до сотен ГэВ на нуклон) пропускаются через тонкие слои фотоэмульсии, в ней остаются трехмерные треки всех заряженных частиц, образующихся при диссоциации ядра. Благодаря высокому разрешению такого «снимка» можно измерить углы разлета фрагментов. Эти измерения позволяют идентифицировать распады короткоживущих ядер, таких как 8Be и состояние Хойла (возбужденное состояние ядра углерода-12, играющее ключевую роль в звездном нуклеосинтезе). В работе представлены результаты экспериментов по кластеризации ядер, обнаружена сильная корреляция между множественностью альфа-частиц и образованием изотопа 8Be(0+), 9Be(0+) и 12C(0+). Авторы утверждают, что развитие систем автоматизированной обработки изображений может позволить значительно расширить возможности фотографического метода при исследовании ядерной структуры, в ядерной физике низких энергий и прикладных задачах.
Также в выпуске опубликована обзорная статья Михала Гнатича, Томаша Лучивянски, Лукаша Мижишина, Юрия Молоткова и Андрея Овсянникова «Статистическая теория поля вынужденной магнитогидродинамической турбулентности», в которой представлен обзор наиболее существенных результатов использования подхода статистической теории поля к проблеме полностью развитой турбулентности в нерелятивистской трехмерной магнитной гидродинамике, полученных в течение последних сорока лет. На примере стационарной локально однородной стохастической модели полностью развитой трехмерной магнитогидродинамической турбулентности иллюстрируется применение математического аппарата статистической физики и квантовой теории поля, включая теорию ультрафиолетовых перенормировок, диаграммных разложений в фазе со спонтанным нарушением непрерывной симметрии и метода пертурбативной ренормализационной группы. Эти продвинутые методы позволяют эффективно исследовать различные универсальные режимы магнитогидродинамической турбулентности, характеризующиеся соответствующими фиксированными точками ренормгруппового потока, получать для них экспериментально измеримые показатели критического скейлинга и так далее. Теоретический концепт, изложенный в статье, описывает универсальное поведение развитого турбулентного состояния произвольной магнитогидродинамической среды с основным фокусом на разнообразные астрофизические приложения, например, прояснение природы солнечного и планетарного магнетизма (гео- и солнечное динамо), а также на лабораторные эксперименты, исследующие эффект динамо в турбулентных потоках жидких металлов (например, натрия и галлия).
В статье «Вычислительные схемы на основе непрерывного аналога метода Ньютона для численного исследования сложных физических систем в ОИЯИ» Елены Земляной и Очбадраха Чулуунбаатара представлен обзор по истории развития в ОИЯИ и применения итерационных методов на основе непрерывного аналога метода Ньютона (НАМН), включая современные результаты исследования ряда сложных физических систем с помощью НАМН. Сохраняя высокую скорость сходимости итераций, характерную для классического метода Ньютона, НАМН позволяет строить модифицированные схемы, обладающие расширенной областью сходимости и учитывающие особенности конкретных задач. Тем самым, НАМН представляет собой гибкую вычислительную технологию, востребованную для решения нелинейных задач различных типов, возникающих при исследовании сложных систем в теории нелинейных волн, квантовой механике, ядерной и атомной физике и др.
Работа Олега Теряева «Спиновые явления в квантовой хромодинамике» рассматривает общие аспекты теории спиновых эффектов в КХД и ее развитие в ЛТФ ОИЯИ, включая некоторые личные воспоминания о совместной работе с Анатолием Васильевичем Ефремовым (1933–2021). В статье приведены основные вехи развития физики спиновых явлений в Дубне, приведены аспекты исследования T-нечетных функций фрагментации. Также в работе проводится сравнение эффектов поляризации в адронных столкновениях и столкновениях тяжелых ионов, рассматривается эволюция взглядов на роль аксиальной аномалии в изучении поляризации частиц и их взаимодействий. Объединение физики тяжелых ионов и спиновой физики, как ожидается, позволит найти ответы на важные фундаментальные вопросы квантовой хромодинамики.
В обзоре Владимира Барышевского «Ядерная оптика поляризованных нуклонов и ядер при высоких энергиях: исследования на комплексе Нуклотрон М–NICA» рассматриваются явления, возникающие при движении поляризованных частиц (нейтронов, протонов, антипротонов, ядер, γ-квантов) через вещество. Эти явления аналогичны эффектам, известным в оптике анизотропных сред: двойное лучепреломление, дихроизм, поворот плоскости поляризации (спина). Такие эффекты могут быть исследованы в разных диапазонах энергий, доступных, в том числе, на комплексе NICA. Квазиоптические когерентные явления вращения спина и дихроизма обусловлены не только сильными взаимодействиями, но и взаимодействиями различной четности. В работе подробно обсуждаются возможные эксперименты на комплексе NICA для обнаружения и измерения величины ядерно-оптических явлений в области высоких энергий, измерения спиновых частей амплитуд упругого рассеяния вперед, исследования влияния квазиоптических явлений на рождение векторных мезонов в ядрах и так далее.
Обзорная работа коллектива авторов Виктора Фимушкина, Николая Пискунова, Евгения Строковского, Владимира Ладыгина, Юрия Филатова, Евгения Сыресина по ускорительной физике описывает разработку уникального криогенного источника поляризованных дейтронов POLARIS и поляриметрии пучков нуклонов и дейтронов. Статья затрагивает вопросы развития инструментальной базы для спиновой физики, обозревает ключевые результаты этой деятельности, текущее состояние источника поляризованных частиц и перспективы реализации поляризационных экспериментов на ускорительном комплексе NICA. Авторы подчеркивают, что данные, полученные в ходе выполнения исследований на ускорительном комплексе ОИЯИ, оказали значительное влияние на понимание структуры дейтрона и ядерных взаимодействий, а также стимулировали проведение экспериментов по измерению формфакторов нуклонов и спиновой структуры трехнуклонных систем.
На данный момент открыт прием публикаций для седьмого номера Natural Science Review (апрель – июнь 2026 года). Авторы также приглашаются к подаче статей и обзоров для сборника в честь 70-летия ОИЯИ, которые будут публиковаться в номерах в 2026 году.
