-

НИИ ПФ

С 1947 по 1969 год в Иркутском университете работал Физико-химический НИИ. В 1966 году по решению Министерства высшего и среднего специального образования РСФСР при кафедре экспериментальной физики Иркутского госуниверситета была создана Проблемная лаборатория люминесценции и электролюминесценции кристаллических веществ. На базе этих структурных подразделений Иркутского университета Постановлением Госкомитета СССР по науке и технике № 68 от 23.12.69 г. и Приказом Министерства образования РСФСР № 147 от 17 марта 1970 года был организован Научно-исследовательский институт прикладной физики ИГУ.

 


Квантовая электроника и лаборатория люминесценции кристаллов и физики лазерных сред

Лаборатория люминесценции кристаллов и физики лазерных сред НИИПФ ИГУ имеет давнюю историю. Ее основы были заложены в 30-50-х годах работами профессора И.А.Парфиановича и его коллег. В 60-х годах сотрудники лаборатории, объединенные общим руководством И.А.Парфиановича, номинально числились в разных подразделениях университета: в Проблемной лаборатории люминесценции и электролюминесценции кристаллических веществ (создана в 1965 г.), в Физико-химическом НИИ при Иркутском госуниверситете и на кафедре экспериментальной физики физического факультета.

При формировании НИИ прикладной физики в 1969 г. этот коллектив был объединен в одну лабораторию физики рекомбинационных процессов, которой заведовала Е.И.Шуралева. С 1973 года по настоящее время лабораторией руководит проф. Е.Ф.Мартынович. Тематика лаборатории постоянно совершенствовалась и в 80-х годах она стала называться лабораторией люминесценции кристаллов и физики лазерных сред.

В лаборатории подготовлены доктора наук: Б.Д.Лобанов, В.Н.Саломатов, В.В.Пологрудов, Е.Ф.Мартынович, С.М.Кузаков, В.И.Барышников. В тесном сотрудничестве с лабораторией подготовил и защитил свою докторскую диссертацию А.Д.Афанасьев. Прошел начальную подготовку и сформировался как исследователь ныне профессор А.И.Непомнящих, развернувший затем исследования по люминесценции и радиационной физике в Институте Геохимии СО РАН.

Можно отметить следующие основные научно-практические результаты сотрудников лаборатории:

  • · Физическое обоснование и разработка динамических методов люминесцентной сепарации алмазов и других минералов, разработка технических решений для реализации этих методов, которые использованы в серийно выпускаемых в настоящее время люминесцентных сепараторах ЛС-20-03, ЛС-20-05 и др., широко применяемых сейчас на алмазных фабриках Российской Федерации.
  • Создание ряда новых типов пассивных лазерных затворов и активных лазерных элементов на основе кристаллов с центрами окраски, получивших широкое распространение как в стране, так и за рубежом, и применяемых для научных исследований, технологических целей, для решения ряда экологических задач, для создания уникальных экспериментальных установок и др.
  • Разработка уникальных компактных сильноточных электронных ускорителей, применяемых для проведения современных научных исследований в области радиационной физики и высокоэнергетической электроники твердого тела, для разработки новых методов определения сверхнизких концентраций примесей в различных средах.
  • Разработка набора лазеров различных типов для применения в медицине, промышленности и научных исследованиях.

Отдел элементарных частиц и нейтринной астрофизики

Лаборатория физики лептонов

Академик М.А.Марков в 1960 году выдвинул идею создания больших глубоководных черенковских детекторов в естественных водоемах. Возможность практической реализации этого предложения начала обсуждаться в международном сообществе физиков в середине 70-х годов. В результате проведения нескольких рабочих совещаний родился проект создания глубоководного детектора мюонов и нейтрино около Гавайских островов (проект ДЮМАНД).

Интерес к Байкалу как к месту создания глубоководных черенковских детекторов элементарных частиц возник в связи с предложением А.Е Чудакова использовать ледовый покров озера для проведения монтажных операций при отработке методики глубоководной регистрации нейтрино.

Для проведения работ по программе глубоководной регистрации мюонов и нейтрино в 1980 году в Институте ядерных исследований РАН была организована лаборатория Нейтринной астрофизики высоких энергий во главе с Г.В.Домогацким. При выборе научной организации в Иркутске, на базе которой должны были бы развиваться соответствующие исследования, выбор пал на Институт прикладной физики Иркутского государственного университета, несмотря на наличие в Иркутске такого крупного физического института как СИБИЗМИР СО АН СССР.

В декабре 1980 года в составе НИИПФ ИГУ была организована Лаборатория физики лептонов во главе с Н.М.Будневым, которая вместе с имевшейся в составе института Лабораторией автоматизации физических исследований (зав. лаб. А.А.Шестаков) и группой теоретической физики (рук. Ю.В.Парфенов) вошла в состав Отдела элементарных частиц и нейтринной астрофизики (зав. отделом Ю.В.Парфенов).

Уже в марте 1981 года была проведена первая ледовая экспедиция, во время которой были проведены эксперименты по регистрации черенковского света мюонов оптическим модулем с фотоумножителем ФЭУ-49Б в байкальской воде. В первой экспедиции кроме Н.М.Буднева принимало несколько студентов физического факультета. Все последующие годы рост числа научных сотрудников в лаборатории происходил за счет студентов, которые начинали работать в лаборатории еще на младших курсах. Многие из них: О.А.Гресс, В.А.Полещук, Б.А.Таращанский, А.Г.Ченский и др. выросли до уровня высоко квалифицированных специалистов, возглавляющих отдельные научные направления.

Принципиальное значение для развития экспериментальной лаборатории имело также наличие в ее составе мастерских, с использованием которых было разработано и изготовлено много уникальных приборов для проведения глубоководных исследований на оз.Байкал. Важнейшим этапом на пути создания больших глубоководных нейтринных телескопов на оз.Байкал был запуск в 1984 году первого в Мире стационарного глубоководного черенковского детектора элементарных частиц. В 1986 году начала работать специализированная гирлянда по поиску тяжелых мангнитных монополей с 52 ФЭУ-49Б. На этой установке было получено наиболее жесткое ограничение на поток тяжелых магнитных монополей.

В 1993 году началось развертывание первого глубоководного черенковского детектора - нейтринного телескопа НТ-200, в физической программе которого была и регистрация нейтрино. Развертывание телескопа закончилось в 1998г. Детектор включает в себя 192 оптических модуля с фотоприемника "Квазар", размещенными на 8 тросах, центральном и 7 периферийных на расстоянии 21.5 м от центра. Строительство телескопа было завершено в 1998 году. С этого времени телескоп ежедневно регистрирует около миллиона событий, включая одно нейтринное. Нейтринный телескоп НТ-200 является единственным действующим глубоководным черенковским в Мире.

Создание такой крупной физической установки как НТ-200 было бы не возможно без проведения детальных исследований свойств водной среды озера, являющейся рабочим телом детектора. Многие полученные при этом результаты очень интересны и для изучения оз.Байкал как такового. В особенности, здесь надо отметить открытие в 1982 году собственного свечения водной среды озера. Это свечение по своим свойствам принципиально отличается от явления биолюминисценции, наблюдаемой в океане. Исследование свойств и природы явления показало, что оно может быть использовано как уникальный природный индикатор хода биологических и водообменных процессов в озере. В частности, на основе долговременных наблюдений за пространственно - временной структурой свечения сделан вывод о высокой скорости вертикального водообмена в Байкале вне периодов гомотермии, зарегистрирован случай движения воды с вертикальной скоростью 2.3 см/с.

В лаборатории разработана методика и создан ряд приборов для измерения первичных оптических характеристик водной среды в условиях "in situ" с рекордной точностью. Измерения оптических свойств также дают богатый материал о развитии биоты озера.

Гидроакустическая система Нейтринного телескопа НТ-200 помимо того, что она позволяет измерять положение в пространстве элементов установки с точностью 20 см, является прообразом акустической томографической системы, которая может позволить наблюдать отражение глобальные процессов в оз.Байкал. В частности, уже существующая система позволяет вести постоянный контроль за изменением средней температуры воды в районе постановки НТ-200 во всем вертикальном слое

Группа космических лучей и нейтринной астрофизики

Основные направления научной работы:

  • Феноменология взаимодействий элементарных частиц и ядер высоких энергий (генерация нуклонов, легких мезонов и очарованных частиц в адрон-ядерных взаимодействиях, полулептонные распады мезонов, радиационные и фотоядерные взаимодействия мюонов с ядрами, взаимодействия нейтрино и фотино с электронами и нуклонами).
  • Вторичные космические лучи (геомагнитные и метеорологические эффекты, эффекты нарушения скейлинга, энергетические потери и т.д., механизмы генерации мюонов и нейтрино в атмосфере.)
  • Теория переноса мюонов и нейтрино высоких энергий в плотных средах
  • Нейтринные осцилляции в среде (эффекты CP-нарушения, влияние электрослабых радиационных поправок).
  • Экспериментально исследуются спектры космических лучей в области энергий 3 *10^14 -5*10^16эВ

Основные научные результаты:

  • Адиабатическая теория 3-нейтринных осцилляций в неоднородной среде (впервые найдены точные условия возникновения топологических фаз, обнаружен эффект геометрического резонанса в топологических фазах .
  • Расчет энергетических спектров и пространственных распределений атмосферных нейтрино и антинейтрино низких энергий (впервые вычислены нейтрино и антинейтрино при энергиях 0.1-10 ГэВ с учетом геомагнитных эффектов).
  • Разработка новых методов решения уравнений переноса вторичных космических лучей (КЛ) в атмосфере и плотных средах. Расчеты спектров и угловых распределений адронов КЛ, а также атмосферных мюонов и нейтрино высоких и сверхвысоких энергий с учетом рождения и распада очарованных адронов. Расчеты переноса мюонов и нейтрино в различных субстанциях.
  • Верхний предел на плотность релятивистской суперсимметричной темной материи во Вселенной (впервые найдены ограничения на поток массивных фотино астрофизического и космологического происхождения).
  • Создан оптический черенковский телескоп ТУНКА-133 для регистрации космических лучей.
  • 2013 - HiSCORE. , .

Физика низкотемпературной плазмы и сцинтилляционная спектроскопия.

Ведутся научные исследования в области газодинамики низкотемпературной запыленной плазмы, развития теоретических основ сцинтилляционных методов анализа.

Разработаны и проходят лабораторные испытания уникальные сцинтилляционные спектрометры:

  • для анализа руд на содержание благородных и драгоценных металлов с одновременным определением гранулометрического состава микрочастиц металла, ·
  • для анализа авиамасел на содержание, размер и спектральный состав микрочастиц металла.

Рентгеноспектральный анализ.

Лаборатория рентгеноспектрального анализа существует в составе Института прикладной физики с 1971 года.

Основным направлением научно-практической деятельности лаборатории является исследование процессов взаимодействия фотонов и электронов с веществом, развитие теории формирования рентгеновской флуоресценции и ее использование при решении задач рентгенофлуоресцентного анализа (РФА) образцов сложного состава.

Основные результаты исследований лаборатории:

  • предложена теория формирования рентгеновской флуоресценции элементов с малыми атомными номерами, учитывающая возбуждение атомов фото- и Оже электронами; ·
  • реализован подход к изучению интенсивности рентгеновской флуоресценции с учетом возмущающего влияния отдельных элементов. Такой подход послужил основой для приближенной, но достаточно правильной модели расчета интенсивности рентгенофлуоресцентного аналитического сигнала; ·
  • разработано и внедрено на ряде промышленных предприятий программно-методическое обеспечение, позволяющее снизить погрешность и повысить достоверность результатов РФА;
  • создан и опробован лабораторный макет экспериментальной установки для экспрессного рентгенофлуоресцентного определения состава и толщин тонкослойных объектов.

Распространение радиоволн и физика ионосферы.

Исследования в области распространения радиоволн в Иркутском госуниверситете были начаты в 1967 г. под руководством профессора В. М. Полякова на кафедре радиофизики. При образовании НИИ прикладной физики в 1969 г. коллектив, занимавшийся распространением радиоволн, сформировал костяк лаборатории распространения радиоволн. Лабораторию возглавляли Семеней Ю. А. (1969-1972 гг.), Розов В. Н. (1972-1975 гг.) и Тинин М. В. (с 1975 г. по настоящее время)

На первых порах тематика лаборатории определялась, в основном, выполняемыми крупными хоздоговорами в интересах отраслевых министерств. Для проведения экспериментальных исследований собственными силами был создан выносной радиофизический полигон в живописной Тункинской долине. На этом полигоне был проведен ряд уникальных исследований характеристик ионосферных радиоволн на трассах различной (включая кругосветные) радиотрассах. Кроме экспериментальных велись теоретические работы по рзработке методов расчетов характеристик ионосферных радиоволн и исследования аномальных механизмов распространения с помощью численного моделирования.

Лаборатория является базой для научной работы сотрудников и аспирантов кафедры радиофизики и для выполнения курсовых и дипломных работ студентов-радиофизиков. В лаборатории защищено 10 кандидатских и 3 докторские диссертации.

В последнее время в лаборатории ведутся исследования статистических характеристик ионосферных радиоволн. Здесь можно выделить следующие наиболее важные результаты:

  • Разработаны новые методы, позволяющие описывать поле волны распространяющейся в регулярно и случайно неоднородной среде. С использованием этих методов были впервые получены асимптотические формулы для средней интенсивности, функций частотной и пространственной когерентности поля, индекса мерцаний и средней огибающей импульсного сигнала в окрестности регулярной каустики при наклонном отражении сферической волны от неоднородного ионосферного слоя со случайными неоднородностями.
  • В результате численного моделирования обнаружено, что в пpисутствие в ионосфеpе сл
  • учайных неодноpодностей pазличных масштабов, пpи входе в область каустической тени, вначале основной вклад в интенсивность сигнала обусловлен pассеянием на кpупномасштабных (по сpавнению с длиной волны) неодноpодностях; pассеяние на мелкомасштабных неодноpодностях становится доминиpующим в области глубокой тени, где интенсивность сигнала pезко падает. Случай большой диспеpсии фазы хаpактеpизуется отсутствием осцилляций интенсивности в освещенной зоне, уменьшением интенсивности на каустике и значительно более медленным (по сравнению со случаем слабой дисперсии) спадом интенсивности пpи пеpемещении в глубь области каустической тени.
  • Анализ квазикpитического pаспpостpанения показал, что сpедняя интенсивность волны для этого типа pаспpостpанения в случайно неодноpодной ионосфеpе существенно пpевышает интенсивность в отсутствие неодноpодностей. Оказывается также, что угловой спектp для квазикpитического pаспpостpанения частично или полностью смещается в область свеpхкpитического pаспpостpанения для невозмущенной ионосфеpы.
  • С помощью асимптотического анализа и численного моделиpования, пpоделанного в пpиложении к ионосфеpному pаспpостpанению коpотких pадиоволн, показано, что индекс меpцаний на каустике близок к единице и увеличивается с увеличением pасстояния от каустики в зоне каустической тени. Показано также, что в освещенной зоне поведение индекса мерцаний сильно зависит от фоновой рефракции.
  • Ведется работа по использованию полученных результатов при оптимальной пространственно - временной обработке принимаемых сигналов и при совершенствовании средств диагностики окружающей среды.

Физика алмазов.

Исследования физических свойств природных алмазов начато в середине 50-х годов по инициативе преподавателей ИГУ доцентов Эдуарда Станиславовича Вилутиса и Константина Никитича Погодаева. Э.С.Вилутис внес большой вклад в исследование люминесценции алмазов, установил научные контакты с Научными организациями Восточно-Сибирского региона. Руководил первыми хозяйственными договорами с институтом ЯКУТНИПРАЛМАЗ. К.Н.Погодаев основал направление по исследованию электрофизических свойств алмазов. В начале 70-х годов активное участие в исследовании природных алмазов принимал д.ф.м.н. Е.ф.Мартынович. Он впервые обнаружил специфические особенности временных характеристик рентгенолюминесценции алмазов, которые легли в основу нового метода сепарации, внедренной в промышленных масштабах.

В течение 70-90-х годов лабораторией физики алмазов выполнен ряд работ по исследованию рентгено- и фотолюминесценции, электропроводности и фотопроводимости алмазов, механизму переноса заряда в алмазных детекторах ионизирующих излучений. В конце 80-х годов начаты разработки специализированных приборов, предназначенных для сортировки алмазного сырья по качеству и макродефектности. Разработки лаборатории защищены 24 авторскими свидетельствами СССР.

Лаборатория физики алмазов поддерживает научные контакты с ведущими организациями отрасли: АК "АЛРОСА", институты ЯКУТНИПРОАЛМАЗ, ИРГИРЕДМЕТ, ГИНАЛМАЗЗОЛОТО, ВНИИАЛМАЗ, ФИАН, ИФТП, ТРИНИТИ и др.

В настоящее время исследование природных алмазов продолжается в следующих направлениях:

  • разработка новых методов сепарации алмазосодержащих руд,
  • разработка алмазных детекторов ионизирующих излучений,
  • разработка новых методов сортировки алмазного сырья и специализированных приборов для их реализации,
  • исследование электрофизических и люминесцентных свойств природных алмазов.

Метрология

Разработано:·

  • уникальное программное обеспечение автоматизированного решения метрологических задач, возникающих при создании и применении стандартных образцов. ·
  • более 100 типов стандартных образцов горных пород, осадочных отложений, руд и продуктов их переработки, аттестованных на широкий круг макро- и микроэлементов и находящих широкое применение, как в нашей стране, так и за ру-

    наверх




© 1999 - 2015