Семилетний план развития ОИЯИ

Объединенный институт ядерных исследований представляет Стратегический план долгосрочного развития Института на период до 2030 года и далее. ОИЯИ позиционирует себя как часть глобальной семьи уникальных лабораторий мира. Членство в этом сообществе обязывает Институт обеспечивать высочайшее качество научной повестки, видение далеких перспектив, мудрое планирование, обязывает ценить сотрудничество и — самое главное — людей, которые занимаются наукой. В связи с этим в 2017 году была начата концептуальная работа над долгосрочным научным планом как ядром Стратегического плана долгосрочного развития: создана международная рабочая группа, включающая всемирно признанных экспертов. Предложения этой группы и семи рабочих подгрупп определили направления современной науки, которыми в будущем будет заниматься ОИЯИ: ядерная физика низких энергий, релятивистская физика тяжелых ионов и спиновая физика, физика частиц и высоких энергий, физика нейтрино и астрофизика, физика конденсированных сред и нейтронная физика, радиобиология и астробиология, ядерная медицина, теоретическая физика, информационные технологии и высокопроизводительные вычисления. Перед экспертами стояла амбициозная и ответственная задача — обозначить наиболее привлекательные на сегодняшний день и в перспективе направления физики.

Работа над реализацией этого документа уже начата: в 2020 году Ученый совет ОИЯИ и Комитет полномочных представителей правительств государств-членов ОИЯИ одобрили концепцию Стратегического плана и поручили дирекции продолжить стратегическое планирование в направлении разработки следующего семилетнего плана развития ОИЯИ.

Стратегия ОИЯИ в целом направлена на укрепление сотрудничества в нашей общей, международной научной семье. Будет установлена тесная взаимосвязь как с национальными исследовательскими стратегиями и приоритетами стран-участниц ОИЯИ, так и с Европейской стратегией по ядерной физике, Европейской и Всемирной стратегиями в области физики частиц, а также с глобальными стратегиями по астрофизике, биофизике, нейтронным исследованиям и Инициативой по большим данным.

Стратегический план затрагивает не только «чистую науку», но и важные вопросы научного сотрудничества, человеческие ресурсы, социальную среду, цифровизацию и администрирование, инновационную политику, систему мониторинга и индикаторов, т. е. те существенные аспекты, которые определяют развитие современной международной межправительственной научной организации. Все это стало предметом активных обсуждений экспертно-аналитической рабочей группы ОИЯИ в 2020 году.

От имени дирекции ОИЯИ я хотел бы поблагодарить коллег из стран-участниц ОИЯИ и всего мира, участвовавших в составлении и утверждении этого документа. Теперь перед нами стоит новый вызов — совместными усилиями стремиться к этим амбициозным ориентирам. Надеемся на вашу всестороннюю поддержку.

Г. В. Трубников
Директор ОИЯИ

Семилетний план развития ОИЯИ на 2024–2030 годы задает приоритеты в ключевых сферах фундаментальной науки, в которых Институт занимает ведущие позиции. Научная программа основана на синергии между крупномасштабными экспериментальными установками, теоретической поддержкой и передовыми информационными технологиями.

ОИЯИ продолжает развивать уникальную модель международного сотрудничества, объединяющую фундаментальные, прикладные и инновационные исследования в многодисциплинарном формате. Основные научные направления охватывают ядерную физику, релятивистскую физику тяжелых ионов, физику частиц и нейтрино, астрофизику, нейтронные исследования, радиобиологию и астробиологию, теоретическую физику и информационные технологии.

• Ядерная физика низких и промежуточных энергий — синтез и исследование сверхтяжелых элементов (СТЭ), изучение экзотических ядер, реакций многонуклонной передачи, поиски «острова стабильности», а также исследование механизмов синтеза новых нуклидов на границах ядерной стабильности;
• Релятивистская физика тяжелых ионов и спиновая физика — исследование фазовой диаграммы КХД, поиск критической точки и смешанной фазы кварк-глюонной и адронной материи в экспериментах на мегасайенс-проекте NICA, а также изучение спиновой структуры нуклонов на поляризованных пучках с помощью детектора SPD;
• Физика частиц и нейтрино — участие в экспериментах на Большом адронном коллайдере (ATLAS, CMS, ALICE), поиск физики за пределами Стандартной модели, изучение структуры адронов и экзотических многокварковых состояний, а также участие в международных нейтринных экспериментах (JUNO, DUNE, Hyper-Kamiokande);
• Астрофизика и многоканальная астрономия — развитие нейтринного телескопа Baikal-GVD до эффективного объёма 1 км³, интеграция с наземными и космическими детекторами (TAIGA, LIGO/Virgo, Einstein Telescope), поиск темной материи и космических нейтрино сверхвысоких энергий;
• Физика конденсированных сред и нейтронная физика — модернизация нейтронного импульсного реактора ИБР-2 и разработка нового источника нейтронов ИБР-3/DNS-IV, обеспечивающего беспрецедентную плотность потока и временное разрешение;
• Радиобиология и астробиология — моделирование действия галактических космических лучей, изучение повреждений ЦНС у приматов, разработка методов адронной лучевой терапии, а также синтез пребиотических соединений в экспериментах по моделированию химической эволюции;
• Теоретическая и математическая физика — поддержка всех экспериментальных программ Института через решеточные вычисления в КХД, теорию ядра, квантовую гравитацию, теорию струн и космологию;
• Информационные технологии и высокопроизводительные вычисления — развитие единой IT-экосистемы, внедрение искусственного интеллекта, машинного обучения, квантовых вычислений и анализа больших данных; поддержка глобальных вычислительных сетей (WLCG, FAIR, NICA Computing).

Развитие исследовательской инфраструктуры остается центральной задачей Семилетнего плана. ОИЯИ продолжает реализацию мегасайенс-проектов и одновременно запускает новые инициативы, отвечающие глобальным вызовам современной фундаментальной науки. Все установки проектируются с учётом максимальной открытости для пользователей из государств-членов и международного сообщества, а также возможности интеграции в мировые научные сети.

Проект NICA

Мегапроект NICA является флагманом релятивистской ядерной физики в ОИЯИ. В 2024–2026 годах планируется полноценный запуск коллайдера NICA и детекторов MPD и BM@N для изучения высокоплотной барионной материи. В 2026–2027 годах будет введен в эксплуатацию детектор SPD для исследований спиновой физики на поляризованных пучках протонов и дейтронов. В 2027–2030 годах запланирована модернизация ускорительного комплекса для достижения проектной светимости и расширения физической программы. Также создаются специализированные каналы пучков для прикладных исследований: материаловедение, радиобиология, трансмутация ядерных отходов.

• Полноценный запуск коллайдера NICA и детекторов MPD и BM@N — 2024–2026 гг.
• Ввод в эксплуатацию детектора SPD для спиновой физики — 2026–2027 гг.
• Модернизация комплекса для достижения проектной светимости и расширения физической программы — 2027–2030 гг.
• Создание специализированных каналов для прикладных исследований: материаловедение, радиобиология, трансмутация ядерных отходов.

Фабрика сверхтяжелых элементов / DRIBs-III

Фабрика СТЭ, построенная на базе циклотрона ДЦ-280, обеспечивает рекордную эффективность синтеза новых элементов. С 2024 года начнется полномасштабная эксплуатация комплекса. К 2025 году будет завершено строительство радиохимических лабораторий 1-го класса. В 2025–2030 годах запланирован синтез элементов с Z = 119 и 120, измерение их масс и времен жизни. Одновременно модернизируются ускорители У-400М/У-400Р для исследования экзотических ядер и реакций многонуклонной передачи.

• Полноценная эксплуатация циклотрона ДЦ-280 и установок сепарации — с 2024 г.
• Завершение строительства радиохимических лабораторий 1-го класса — 2025 г.
• Исследования по синтезу элементов 119 и 120, измерение масс и времен жизни СТЭ — 2025–2030 гг.
• Модернизация ускорителей У-400М/У-400Р для исследования экзотических ядер и многонуклонных реакций.

Коллайдер редких изотопов RICF

Проект RICF — новый флагман ядерной физики, обеспечивающий ОИЯИ мировое лидерство в области экзотических ядер и ядерной астрофизики. К 2025 году завершится техническое проектирование, в 2026 году начнется строительство, а к 2030 году ожидается получение первых пучков. RICF будет генерировать интенсивные вторичные пучки редких изотопов для спектроскопии, измерения масс, времени жизни и ядерных реакций. Проект дополняет глобальную сеть ядерно-физических центров (FAIR, FRIB, RIKEN, GANIL).

• Завершение технического проекта — 2025 г.
• Начало строительства — 2026 г.
• Первые пучки — 2030 г.
• RICF обеспечит ОИЯИ ключевую роль в глобальной сети ядерно-физических центров (FAIR, FRIB, RIKEN, SPIRAL2).

Нейтронные источники

Эксплуатация установки ИБР-2 для физических экспериментов планируется до 2040–2042 гг. В течение периода эксплуатации будет проводиться регулярное обновление оборудования и систем реактора, важных для безопасности. Параллельно разрабатывается концептуальное предложение нового импульсного источника нейтронов со значительно улучшенными характеристиками по плотности потока и временному разрешению, создающими перспективные возможности для исследований в областях физики конденсированных сред, биосистем и фундаментальной нейтронной физики.

• Проводение сравнительного анализа различных вариантов нового импульсного источника нейтронов для выбора оптимального предложения (2026 – 2027 гг.).
• Выполнение теоретических и экспериментальных исследований динамических свойств реактора ИБР-2 (до 2040 гг.).
• Учет результатов этих работ при разработке нового источника нейтронов (2027 – 2040 гг.).

Baikal-GVD и астрофизика

Нейтринный телескоп Baikal-GVD будет доведен до эффективного объема 1 км³ к 2027 году. Он станет ключевым элементом глобальной сети нейтринных детекторов и интегрируется в многоканальную астрономию с установками TAIGA, LIGO/Virgo и будущим Einstein Telescope. ОИЯИ также участвует в международных экспериментах DUNE (США) и Hyper-Kamiokande (Япония).

• Доведение эффективного объема до 1 км³ — 2027 г.
• Интеграция с TAIGA, LIGO/Virgo, Einstein Telescope в рамках многоканальной астрономии.
• Участие в DUNE (США) и Hyper-Kamiokande (Япония).

Физика частиц и релятивистская физика тяжелых ионов

ОИЯИ сохраняет сильные позиции в ведущих международных коллаборациях, обеспечивая вклад в эксперименты на ускорителях мирового уровня. Участие в проектах за пределами Института осуществляется на условиях взаимной выгоды и научной значимости, с акцентом на анализ данных, модернизацию детекторов и поиск новой физики. Одновременно реализуется собственная программа на установке NICA, дополняющая глобальную повестку в области КХД и спиновой структуры нуклонов.

• ATLAS/CMS (HL-LHC) — модернизация детекторов, анализ данных, поиск BSM-физики;
• ALICE, NA61/SHINE, COMPASS-2 — исследование КХД-материи;
• FAIR (CBM, PANDA) — спектроскопия адронов, поиск экзотических состояний;
• NICA/MPD — изучение высокоплотной барионной материи;
• NICA/SPD — спиновая структура нуклона, поляризационные эффекты.

Ядерная физика

Программа ядерной физики в ОИЯИ фокусируется на синтезе и исследовании ядер на границах существования, включая сверхтяжелые элементы и экзотические изотопы. Особое внимание уделяется механизмам образования новых ядер, поиску новых форм радиоактивности и изучению ядерных реакций, имеющих значение для ядерной астрофизики и прикладных задач.

• Синтез и исследование СТЭ на границах ядерной стабильности;
• Изучение реакций многонуклонной передачи и экзотических распадов (2n-, 4n-радиоактивность, двухпротонная радиоактивность);
• Развитие программы на пучках редких изотопов (ACCULINNA-2, RICF);
• Нейтронная ядерная физика, фундаментальные свойства нейтрона, нарушения симметрий.

Физика конденсированных сред

Нейтронные исследования конденсированных сред остаются одним из приоритетов ОИЯИ. Использование реактора ИБР-2 в ближайшие годы будет сочетаться с разработкой нового источника DNS-IV, что позволит сохранить лидерство ОИЯИ в этой области. Исследования охватывают новые материалы, наносистемы, биологические объекты и квантовые явления.

• Использование ИБР-2 до завершения срока эксплуатации;
• Создание нового центра нейтронных исследований на базе ИБР-3/DNS-IV;
• Исследования новых материалов, наносистем, биологических объектов, квантовых систем;
• Развитие методов нелинейной и когерентной нейтронной оптики.

Радиобиология и астробиология

Радиобиологические исследования в ОИЯИ направлены на решение задач космической радиационной безопасности и развития методов лучевой терапии. Астробиология развивается как междисциплинарное направление, сочетающее физику, химию и биологию в поисках ответа на вопрос о происхождении жизни.

• Моделирование космической радиации на Нуклотроне и NICA;
• Исследования повреждений ЦНС у приматов;
• Разработка методов лучевой терапии с использованием ионных пучков;
• Синтез пребиотических соединений под действием пучков адронов;
• Создание специализированного канала для облучения биологических объектов.

Теоретическая физика

Теоретическая физика в ОИЯИ тесно интегрирована с экспериментальными программами и направлена на решение фундаментальных задач в КХД, ядерной физике, гравитации и математической физике. Лаборатория теоретической физики им. Н. Н. Боголюбова остается одним из ведущих центров мира в этих областях.

• Поддержка экспериментальных программ (NICA, LHC, FAIR, Baikal-GVD);
• Решеточные вычисления в КХД, спиновая структура адронов;
• Теория ядра и экзотических систем;
• Физика конденсированных сред и наноструктур;
• Квантовая гравитация, теория струн, космология;
• Развитие Дубненской международной школы теоретической физики (DIAS-TH) как центра международного образования.

Информационные технологии

Развитие IT-инфраструктуры является критически важным условием реализации всех научных направлений. ОИЯИ создает единую цифровую экосистему, объединяющую суперкомпьютерные, грид- и облачные технологии с методами искусственного интеллекта и анализа больших данных.

• Развитие МИВК и платформы HybriLIT;
• Интеграция HPC, HTC, облачных и грид-технологий;
• Внедрение AI/ML, Big Data, квантовых вычислений;
• Создание цифровых двойников установок;
• Участие в WLCG, FAIR Data Services, NICA Computing.

Образование

ОИЯИ продолжает играть ключевую роль в подготовке высококвалифицированных кадров для государств-членов. Образовательная деятельность интегрирована с научными проектами и направлена на формирование нового поколения исследователей, инженеров и специалистов.

• Прием студентов и аспирантов из всех государств-членов;
• Летние школы, практикумы, стажировки;
• Развитие высшей инженерной школы при Университете «Дубна»;
• Поддержка молодых ученых через Объединение молодых ученых ОИЯИ;
• Участие в европейском и глобальном образовательном пространстве.

Инновационная деятельность

Инновационная политика ОИЯИ направлена на трансфер знаний и технологий в государства-члены. В центре внимания — создание Международного инновационного центра ядерно-физических исследований, объединяющего усилия в области ядерной и радиационной медицины, материаловедения и производства радиоизотопов.

Создание Международного инновационного центра ядерно-физических исследований:

• Циклотрон ДЦ-140 — для материаловедения и трековых мембран;
• Сверхпроводящий p-циклотрон (230 МэВ) — для адронной терапии;
• Родотрон (40 МэВ) + радиохимическая лаборатория — для производства ²²⁵Ac, ^99mTc и других радиофармпрепаратов;
• Развитие квантовых технологий, водородной энергетики, бесплатформенных исследований;
• Трансфер технологий в государства-члены.

Кадровая и социальная политика

Устойчивое развитие ОИЯИ невозможно без привлечения и удержания высококвалифицированных кадров. Институт стремится обеспечить конкурентоспособные условия труда, карьерного роста и социальной защищенности, а также формировать комфортную, безопасную и поликультурную среду в Дубне.

• Конкурентоспособная система оплаты и карьерного роста;
• Привлечение ведущих ученых и молодых специалистов;
• Развитие системы наставничества и научных школ;
• Обеспечение комфортной, безопасной и поликультурной среды в Дубне;
• Поддержка семей, жилья, образования детей, здравоохранения.

Финансовое обеспечение

Финансовая устойчивость Семилетнего плана обеспечивается за счет комплексного подхода к мобилизации ресурсов. Основу составляют регулярные и целевые взносы государств-членов, дополненные грантами, контрактами и совместными программами с международными партнерами.

• Регулярные взносы государств-членов (с ежегодной индексацией);
• Целевые взносы на флагманские проекты (NICA, RICF, Baikal-GVD);
• Гранты, контракты и внебюджетные источники;
• Совместные программы с национальными агентствами и ЕС.

Мониторинг реализации

Реализация Семилетнего плана сопровождается регулярным мониторингом по системе показателей «верхнего уровня», охватывающей научную результативность, уникальность инфраструктуры, кадровую устойчивость и международную вовлеченность. Оценка проводится с участием независимых международных экспертов и учитывает корректировки Проблемно-тематического плана.

• Научная результативность (публикации, патенты, открытия);
• Уникальность и востребованность исследовательской инфраструктуры;
• Участие в международных коллаборациях;
• Подготовка кадров;
• Инновационная отдача;
• Кадровая устойчивость и привлекательность ОИЯИ как работодателя.

Мониторинг будет осуществляться ежегодно с участием международных экспертов и с корректировкой Проблемно-тематического плана при необходимости.