Как знак признания выдающегося вклада учёных Института в современную физику и химию можно расценить решение Международного союза теоретической и прикладной химии (ИЮПАК) о присвоении 105-му элементу названия дубний по месту расположения ОИЯИ, а 114-му элементу — названия флеровий в честь сооснователя ОИЯИ и многолетнего руководителя его Лаборатории ядерных реакций академика Г. Н. Флёрова, где во время его деятельности были синтезированы элементы с номерами от 102 до 110.
Объединённый институт ядерных исследований был создан на основе Соглашения, подписанного 26 марта 1956 года в Москве представителями правительств одиннадцати стран-учредителей, с целью объединения их научного и материального потенциала для изучения фундаментальных свойств материи. При этом вклад СССР составлял 50 процентов, Китайской народной республики 20 процентов. 1 февраля 1957 года ОИЯИ был зарегистрирован ООН. Институт расположен в Дубне, в 120 км к северу от Москвы. Первоначально в качестве места для размещения института рассматривались Киев и Прага. Образцом для ОИЯИ была Европейская лаборатория ядерных исследований.
К моменту создания ОИЯИ на месте будущей Дубны с конца 1940-х годов уже существовал Институт ядерных проблем (ИЯП) Академии наук СССР, развернувший широкую научную программу фундаментальных и прикладных исследований свойств ядерной материи на крупнейшем по тем временам ускорителе заряженных частиц — синхроциклотроне. В то же время здесь была образована Электрофизическая лаборатория АН СССР (ЭФЛАН), в которой под руководством академика В. И. Векслера велись работы по созданию нового ускорителя — протонного синхрофазотрона — с рекордной для того времени энергией 10 ГэВ.
Юбилейная медаль к двадцатилетию института
К середине 1950-х годов в мире было достигнуто всеобщее понимание, что ядерная наука не должна замыкаться в засекреченных лабораториях и что только широкое сотрудничество может обеспечить поступательное развитие этой фундаментальной области человеческих знаний, равно как и мирное использование атомной энергии. Так, в 1954 году около Женевы был создан ЦЕРН (Европейская организация ядерных исследований) с целью консолидации усилий западноевропейских стран в изучении фундаментальных свойств микромира. Примерно в это же время страны, принадлежавшие тогда к социалистическому содружеству, по инициативе правительства СССР приняли решение на базе ИЯП и ЭФЛАН создать Объединённый институт ядерных исследований.
В 1960 году произошли три значимых события: открытие антисигма-минус-гиперона (зарегистрировано 24 марта 1960 г. под №59) с массой в 2340 раз больше массы электрона, запуск мощнейшего на тот момент циклотрона У-300 для ускорения тяжелых ионов, остававшегося лидером в своем классе 17 лет, и создание под руководством Д.И. Блохинцева первого в мире импульсного быстрого реактора (ИБР)[3]. В июне 1966 года по инициативе академика Н.Н. Боголюбова и члена-корреспондента М.Г. Мещерякова была создана Лаборатория вычислительной техники и автоматизации, позднее переименованная в Лабораторию информационных технологий (ЛИТ), которая объединила Вычислительный центр ОИЯИ и подразделения других лабораторий института для расширения возможностей научных исследований[3].
В 1968 году произошло значительное расширение вычислительного парка ОИЯИ, включая установку БЭСМ-6 с разработанными для неё системным программным обеспечением (транслятор Фортран и ОС "Дубна"), а также оснащение центра машинами М-6000, Минск-2, БЭСМ-4, ТРА и СDС-1604А, что способствовало международному распространению советских разработок в ГДР и Индии. В июне 1969 года был запущен усовершенствованный импульсный реактор ИБР-30 мощностью 30 кВт, пришедший на смену реактору ИБР-1 (остановленному в августе 1968 года после исторического эксперимента по наблюдению ультрахолодных нейтронов), отличающийся модернизированной конструкцией плутониевых твэлов и наличием двух урановых модуляторов реактивности в стальном диске[3].
В 2013 году на циклотроне У-400М был запущен новый испытательный стенд, позволяющий тестировать радиационную стойкость электронных приборов с использованием пучков тяжелых ионов в расширенном энергетическом диапазоне (14-42 МэВ/нуклон), что улучшило возможности моделирования воздействия космического излучения на электронные компоненты как в вакууме, так и в атмосфере[4].
В 2014 году на нуклотроне были достигнуты значительные технологические успехи, включая реализацию режима параллельной работы с двумя пользователями и успешное тестирование нового источника тяжелых ионов "Крион-6Т" для ускорения и вывода пучков ядер аргона[4].
2015 году в ОИЯИ был запущен цдатаентр уровня Tier-1 для эксперимента CMS на Большом адронном коллайдере, который к 2017 году занял второе место в мире по эффективности, обработав более 120 млн событий (14% от общего числа), что открыло новые возможности для исследований больших данных и послужило прототипом для центра обработки данных проекта NICAВ 2этому же оду ОИЯИ запустил передовую линию для производства и тестирования сверхпроводящих магнитов собственной разработки, отмеченной правительственной премией, для международных ускорительных комплексов NICA и FAIR. С 2015 по 2020 год на озере Байкал в сотрудничестве с ИЯИ РАН был развернут нейтринный телескоп «Байкал-ГВД», объем которого достиг 0,35 км³, что составляет примерно 85% от объема детектора IceCube [4].
В 2017 году в Дубне успешно проведен длительный сеанс работы нуклотрона в рамках проекта NICA, в ходе которого впервые был использован новый источник поляризованных частиц и достигнуты значительные результаты в ускорении поляризованных дейтронов и протонов[4].
Введенный в эксплуатацию в 2018 году российский суперкомпьютер "Говорун", занявший 17-е место в мировом списке IO500 (июль 2020 г.), представляет собой гетерогенную вычислительную платформу с системой хранения данных, обеспечивающей скорость чтения/записи около 300 Гб/с, что позволило получить результаты, отраженные в более чем 80 научных публикациях за период с июля 2018 по сентябрь 2020 года[4][5].
В 2019 году запущен новый циклотрон ДЦ-280 в составе фабрики сверхтяжелых элементов. Первый эксперимент на новом комплексе посвящен синтезу изотопов московия (115-й элемент). Запуск установки знаменует начало программы ОИЯИ по исследованию сверхтяжелых элементов и подготовку к синтезу 119-го и 120-го элементов, открывающих 8-й период таблицы Менделеева[4].
С 2013 по 2020 год программа пользователей комплекса спектрометров исследовательского реактора ИБР-2 стабильно функционировала, ежегодно производя более 90 публикаций по физике конденсированных сред и материаловедению[4].
В рамках мегасайенс-проекта "Комплекс NICA" в 2020 году был успешно осуществлен технологический пуск сверхпроводящего бустерного синхротрона, продемонстрировавший устойчивую циркуляцию пучка однозарядных ионов гелия с высокой интенсивностью[4].
В 1961 году, когда были учреждены премии ОИЯИ, эту награду получил коллектив авторов, возглавляемый Владимиром Иосифовичем Векслером и китайским профессором Ван Ганчаном, за открытие антисигма-минус-гиперона[8]. Ни у кого не вызывало сомнения, что это элементарная частица, но уже несколько лет спустя ей было отказано в элементарности, как, впрочем, и протону, нейтрону, π- и K-мезонам и другим адронам. Эти объекты оказались сложными частицами, составленными из кварков и антикварков. Дубненские физики внесли вклад в понимание кварковой структуры адронов. Это концепция цветных кварков, это кварковая модель адронов, получившая название «дубненский мешок» и т. д.
В 1957 году, вскоре после создания ОИЯИ, Бруно Понтекорво выдвинул гипотезу о нейтринных осцилляциях. Понадобилось несколько десятилетий, чтобы найти экспериментальное подтверждение одного из центральных вопросов современной физики слабых взаимодействий — нейтринных осцилляций. В январе 2005 года на 97-й сессии учёного совета ОИЯИ за доказательство осцилляций солнечных нейтрино в эксперименте SNO (нейтринная обсерватория Садбери) была присуждена премия им. Б. М. Понтекорво директору SNO-проекта, профессору физики Королевского университета (Кингстон, Канада) доктору А. Макдональду.
В 1965 году учеными ОИЯИ были сделаны два значимых открытия: синтез 103-го элемента таблицы Менделеева в Лаборатории ядерных реакций и разработка Н.Н.Боголюбовым с коллегами теории "цветных" кварков и модели "дубненского кваркового мешка" в Лаборатории теоретической физики[3].
На долю ОИЯИ приходится половина открытий (около 40) в области ядерной физики, зарегистрированных в бывшем СССР.
В 2019 году международная коллаборация из 240 учёных из 11 стран на установке BM@N (NICA) получила первые результаты по рождению гиперонов, разработала новый метод изучения структуры атомных ядер и нейтронных звёзд, а также впервые зарегистрировала все продукты реакции при выбивании нуклонов и их пар, что открывает перспективы для исследования короткоживущих, богатых нейтронами ядер и свойств плотной холодной нейтронной материи[4].
Структура института
По состоянию на 1 января 2023 г. членами ОИЯИ являются 13 государств:
Высшим руководящим органом ОИЯИ является Комитет полномочных представителей всех стран-участниц. Научную политику Института вырабатывает Учёный совет, в состав которого, помимо крупных учёных, представляющих страны-участницы, входят известные физики Германии, Италии, США, Франции.
Учебно-научный центр ОИЯИ ежегодно организует практикум на установках Института для студентов из высших учебных заведений России и других стран. В 1994 году по инициативе дирекции ОИЯИ, при активной поддержке общественной организации «Российская академия естественных наук»[источник не указан 3270 дней], администраций Московской области и города был создан Международный университет природы, общества и человека «Дубна». В преподавательском составе университета — десятки сотрудников ОИЯИ, ученые мирового уровня.
Экспериментальные установки
Институт располагает замечательным набором экспериментальных физических установок[19]:
единственный в России сверхпроводящий ускоритель протонов и тяжёлых ионов — Нуклотрон,
изохронные циклотроны У-400 и У-400М с рекордными параметрами пучков для проведения экспериментов по синтезу тяжёлых и экзотических ядер,
ускоритель протонов — фазотрон, на энергию до 680 МэВ, который используется для радиотерапии,
На базе модернизируемого синхротрона Нуклотрон-М ведётся сооружение нового ускорительного комплекса, включающего бустерный накопитель и ионный коллайдер NICA (Nuclotron based Ion Collider fAcility)[20].
ОИЯИ обладает мощными и быстродействующими вычислительными средствами, интегрированными в мировые компьютерные сети.
Дом учёных
Приказом академика Д. И. Блохинцева от 17 ноября 1958 года создан и 18 декабря 1958 года открыт Дом учёных при ОИЯИ.
Внешнее сотрудничество
Музей истории науки и техники Объединённого института ядерных исследований
Объединённый институт поддерживает связи почти с 700 научными центрами и университетами в 60 странах мира.
Только в России, крупнейшем партнёре ОИЯИ, сотрудничество осуществляется со 150 исследовательскими центрами, университетами, промышленными предприятиями и фирмами из 40 российских городов.
Ярким примером является сотрудничество Объединённого института с Европейской организацией ядерных исследований (ЦЕРН)[21], что способствует решению многих теоретических и экспериментальных задач физики высоких энергий. ОИЯИ участвует в осуществлении проекта «Большой адронный коллайдер (LHC)» — разработке и создании отдельных систем детекторов ATLAS, CMS, ALICE и самой машины LHC. На базе своего суперкомпьютерного центра Институт принимает участие в создании Российского регионального центра обработки экспериментальных данных с LHC, который, как планируется, будет составной частью проекта Европейского союза «HEP EU-GRID». В настоящее время на сотрудничество с ЦЕРНoм распространяются ограничения, указанные в резолюциях Совета ЦЕРНa 3671[22] и 3638 [23] после вторжения Российской Федерации в Украину. Сотрудничество будет пересмотрено задолго до января 2025 года (дата истечения действующего Соглашения о международном сотрудничестве).
В выполнении научной программы Института участвуют более 200 научных центров, университетов и предприятий из государств СНГ.
ОИЯИ на взаимовыгодной основе поддерживает контакты с МАГАТЭ, ЮНЕСКО, Европейским физическим обществом, Международным центром теоретической физики в Триесте. Ежегодно в Дубну приезжает более тысячи учёных из сотрудничающих с ОИЯИ организаций. Физикам из развивающихся стран ОИЯИ предоставляет стипендии. Учёные Объединённого института — участники многих международных и национальных научных конференций. В свою очередь, Институт ежегодно проводит до 10 крупных конференций, более 30 международных совещаний, а также ставшие традиционными школы молодых учёных.
Ежегодно в редакции многих журналов и оргкомитетов конференций Институт направляет более 500 научных статей и докладов, которые представляют около 3000 авторов. Публикации ОИЯИ рассылаются более чем в 50 стран мира. Выпускается около 600 препринтов и сообщений в год. Издаются журналы «Физика элементарных частиц и атомного ядра (ЭЧАЯ)», «Письма в ЭЧАЯ», ежегодный годовой отчёт о деятельности ОИЯИ, информационный бюллетень «Новости ОИЯИ», а также сборники трудов конференций, школ, совещаний, организованных Институтом.
ОИЯИ участвует в сооружении новых установок и разработке научных программ для них в странах-участницах (циклотронный центр Словацкой Республики в Братиславе, циклотрон ДЦ60 в Астане (Казахстан) и др.).
ОИЯИ включён в Перечень вузов и научных организаций, которые могут самостоятельно присуждать учёные степени кандидата и доктора наук, без последующего взаимодействия с ВАК[25] (всего в России 29 учреждений, наделённых таким правом, см. Организации России, самостоятельно присуждающие учёные степени).
