Кафедра "Физика элементарных частиц" (кафедра 40, зав. кафедрой лауреат Ленинской Премии, академик, член Президиума РАН А.Н.Скринский) - одна из самых молодых кафедр факультета ЭТФ, образована в 1992 г. для подготовки специалистов по следующим направлениям фундаментальной и прикладной науки:
физика элементарных частиц высоких энергий
физика элементарных частиц низких энергий
физика элементарных частиц и космология
создание новых типов детекторов для физики элементарных частиц
На кафедре преподают и ведут подготовку специалистов ведущие ученые России, руководители крупных международных экспериментов и проектов (лауреат Ленинской Премии, д.ф.-м.н., академик РАЕН, профессор Б.А.Долгошеин, д.ф.-м.н., профессор В.Д.Хованский, д.ф.-м.н., профессор М.Ю.Хлопов и другие).
Как можно видеть из названия кафедры и специализаций, основное направление научных исследований связано с изучением фундаментальных свойств материи, структуры вещества и их приложениям.
Изучение взаимодействий элементарных частиц позволяет открывать новые законы природы. Это означает, что наука, которой мы занимаемся - чисто фундаментальная на сегодня; но исторический опыт показывает, что подобные исследования неизбежно стимулируют прогресс в области самых высоких технологий, а также в медицине, биологии и т.п.
Ожидаемые в ближайшем будущем открытия в области физики элементарных частиц связываются со строительством в Европейской Организации Ядерных Исследований (CERN, Швейцария) нового ускорителя частиц, получившего название Большого Адронного Коллайдера (Large Hadron Collider). Уникальные возможности этого коллайдера позволяют исследовать протон-протонные соударения вплоть до энергии взаимодйествия 14 триллионов электронвольт. Ведется создание четырех крупных экспериментальных установок, направленных на изучение новой физики XXI века. В одном из этих четырех экспериментов, готовящихся сегодня для работы на самом большом в мире ускорителе LHC, участвуют сотрудники кафедры "Физика элементарных частиц". Эксперимент получил название ATLAS. В нем участвуют также около 1800 физиков из почти 40 стран Европы, Америки и Азии. Объем установки, диаметр которой около 25 метров, а длина - 45 метров, заполнен самым современным оборудованием для регистрации частиц; один из основных приборов - трековый детектор переходного излучения - разработан сотрудниками и выпускниками кафедры "Физика элементарных частиц". Математическое моделирование взаимодействия частиц в этом приборе дает картину взаимодействия, изображенную на рисунке:
Сорудники кафедры принимают также активное участие в разработке детекторов других международных экспериментов, в частности HERA-B и ZEUS, проводимых научном центре "Немецкий Электронный Синхротрон" (DESY, Гамбург, Германия).
На кафедре работает отраслевая лаборатория " Физика ядра и автоматизация измерений". Основное направление исследований лаборатории связано с изучением взаимодеистжия элементарных частиц с ядрами и поиском новых экзотических ядерных состояний. Эксперименты ведутся на современных ускорительных комплексах нашей страны и мировых научных центров. Новые ядра 5H и 12Li были обнаружены в эксперименте на мезонной фабрике LAMPF (Лос-Аламос, США). Поиск нового типа ядерных систем - глубокосвязанных состояний пионных атомов ксенона проводится на накопительном кольце CELSIUS (Уппсала, Швеция). Подпороговое рождение пионов исследуется на ускорителе тяжелых ионов в Лаборатории им. Флерова ОИЯИ (Дубна). Все измерения выполняются с помощью создаваемых в лаборатории полупроводниковых спектрометров на основе детекторов из кремния и сверхчистого германия.
В первые в стране студенты кафедры 40 специализируются по новому научному направлению - физика элементарных частиц и космология ("Космомикрофизика"), изучающему взаимосвязь космологии, эволюции Вселенной, физики элементарных частиц и физики ядра.
Крупный современный физический эксперимент, где поток информации измеряется в гигабайтах/сек, возможен только при использовании мощной вычислительной техники, применяемой для сбора экспериментальной информации с детекторов в реальном масштабе времени, а также для моделирования, обработки и анализа экспериментальных данных. Поэтому этой стороне образования уделяется особое внимание при обучении.
Кроме того, специфика таких экспериментов обуславливает необходимость тесных контактов между институтами-участниками, которые зачастую находятся в разных странах. Для осуществления этих контактов и связей используются компьютерные сети. И поэтому, неудивительно, что кафедра в 1994г. выступила инициатором подключения МИФИ к сети RUHEP (Russian High Energy Physics network - Российская компьютерная сеть для фундаментальной ядерной физики и физики высоких энергий), через которую институт имеет выход в Интернет. Далее, в 1997-98 гг. кафедра приняла самое активное участие в проекте создания оптоволоконной линии связи, которая позволила подключить МИФИ к ЮМОС (Южная Московская Опорная Сеть) со скоростью 100 Мбит/сек. У кафедры имеются хорошо налаженные контакты с вычислительными центрами крупнейших лабораторий Европы (CERN, DESY), обладающими самым современным оборудованием и программным обеспечением.
Как ясно из вышесказанного, нашим основным делом является современный физический и компьютерный эксперимент. Тем не менее, на кафедре имеется компактная группа теоретиков, работающих в основном по направлению "Космомикрофизика".
Одним из важнейших принципов подготовки студентов - индивидуальное обучение и участие студентов в научных исследованиях, начиная с третьего курса. Наиболее успевающие студенты на 5 курсе проходят стажировку и выполняют дипломное проектирование в CERN и в DESY, с которыми у кафедры имеются специальные соглашения. Кафедра направляет также своих студентов в филиал кафедры в Объединенный Институт Ядерных Исследований (ОИЯИ) в Дубну.
Выпускники кафедры в основном работают в МИФИ, Институте Теоретической и Экспериментальной Физики (ИТЭФ), Объединенном Институте Ядерных Исследований (ОИЯИ), Физическом Институте им. П.Н. Лебедева Российской Академии наук (ФИАН), Институте Физики Высоких Энергий (ИФВЭ), в Европейской Организации Ядерных Исследований (CERN), в DESY, в университетах США, а также в комерческих структурах и банках. Наиболее успевающие выпускники кафедры имеют возможность продолжить образование в аспирантуре МИФИ, а также в крупных зарубежных институтах и университетах.
