Основу исследовательской инфраструктуры Института составляют уникальные научные установки и стенды (УНУ), в настоящее время их более 40. С использованием УНУ выполняется большинство научных проектов Института, проводится большое количество совместных исследований в рамках научно-технического сотрудничества с ведущими российскими и международными научными организациями и университетами. На базе УНУ работают три центра коллективного пользования (ЦКП).

Шесть объектов научной инфраструктуры Института получали поддержку в рамках Федеральной целевой программы "Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научного-технологического комплекса" (ФЦПИР) в 2007-2013 гг. и индексируются в национальном реестре объектов научной инфраструктуры Российской Федерации на сайте ckp-rf.ru.

В 2014-2015 гг. в рамках ФЦПИР 14-20 Минобрнауки России поддержана Программа развития УНУ "Комплекс ДОЛ" (уникальный идентификатор проекта - RFMEFI61914X0003).

В 2017-2018 гг. в рамках ФЦПИР 14-20 Минобрнауки России поддержаны Программа развития и модернизации УНУ "Комплекс ВЭПП-4 – ВЭПП-2000" (уникальный идентификатор проекта - RFMEFI61917X0008) и Программа развития Сибирского Центра синхротронного и терагерцового излучения (уникальный идентификатор проекта – RFMEFI62117X0012)

 

 

Сибирский центр синхротронного и терагерцового излучения специализируется на проведении фундаментальных и прикладных исследований, связанных с использованием пучков синхротронного и терагерцового излучения, на разработке и создании экспериментальной аппаратуры и оборудования для таких работ, на разработке и создании специализированных источников синхротронного и терагерцового излучения.

Центр коллективного пользования "Геохронология кайнозоя" (ЦКП "Геохронология Кайнозоя", на базе ИАЭТ СО РАН) специализируется на решении фундаментальных задач в археологии, геологии и смежных науках естественнонаучными методами.

Сибирский центр фотохимических исследований и технологий (на базе ИХКиГ СО РАН) специализируется на проведении фотохимических исследований и разработке технологий с использованием излучения Новосибирского лазера на свободных электронах.

  1. Проведение фундаментальных исследований
    1. Исследования в области физики элементарных частиц на основе функционирующих и создаваемых комплексов с электрон-позитронными встречными пучками.
    2. Исследования в области электро- и фотоядерной физики на основе использования накопителей заряженных частиц.
    3. Исследования по физике плазмы и управляемому термоядерному синтезу на основе систем открытого типа.
  2. Разработка и создание новых уникальных установок для фундаментальных научных исследований и высоких технологий.
    1. Установки со встречными электрон-позитронными пучками на сверхвысокую светимость (е+е- фабрики).
    2. Разработка концепции и технологии линейных электрон-позитронных коллайдеров.
    3. Источники синхротронного излучения.
    4. Мощные лазеры на основе электронных пучков высокой энергии (лазеры на свободных электронах).
    5. Высокоинтенсивный генератор термоядерных нейтронов на основе плазменной "газодинамической" ловушки.
    6. Создание мощных электронных ускорителей и разработка электронно-лучевых, в том числе экологических, технологий на их основе.
    7. Создание оборудования и приборов для медицинских приложений на базе ускорительных и детекторных разработок Института.
  3. Участие в выполнении обязательств, предусмотренных межгосударственными, межправительственными, межведомственными соглашениями, договорами и другими документами о международном научно-техническом сотрудничестве.
  4. Подготовка и переподготовка высококвалифицированных научных кадров по специальностям:
    • физика ядра и элементарных частиц;
    • физика пучков заряженных частиц и ускорительная техника;
    • теоретическая физика;
    • физика и химия плазмы;
    • техника физического эксперимента;
    • физика приборов;
    • автоматизация физических исследований.

Институт осуществляет широкое взаимовыгодное сотрудничество со многими лабораториями и промышленными предприятиями:

  • более 100 экспериментальных групп из различных научных учреждений России и многих стран мира использовали и используют установки института;
  • Институт тесно и активно сотрудничает с национальными лабораториями и университетами США, Германии, Франции, Италии, Китая, Японии, Нидерландов, Финляндии, Швеции, Кореи, Индии, с международным научным центром ЦЕРН; Кроме совместных научных работ Институтом выполняются и контракты на разработку передового научного оборудования для этих лабораторий;
  • ИЯФ осуществляет совместные конструкторские и промышленные разработки со многими российскими предприятиями, оснащенными передовой технологией;
  • более 140 созданных в ИЯФ мощных электронных ускорителей работают на различных технологических линиях в России, на Украине, в Белоруссии, Германии, Японии, Китае, Польше, Чехии, Венгрии, Румынии, Южной Корее, Италии, Индии.

Институт является надежным партнером в проведении совместных исследований и разработок в области физики и пользуется во всем мире хорошей репутацией как поставщик высокотехнологичного оборудования для научных и производственных целей.

 

Уникальные научные установки - не имеющие аналогов в Российской Федерации либо существенно отличающиеся по параметрам и назначению от имеющихся аналогов и востребованные со стороны научного сообщества объекты научной инфраструктуры, позволяющие обеспечить при проведении исследований получение значимых научных результатов мирового уровня, которые невозможно достичь на других объектах, в том числе - на серийно выпускаемых научных приборах и оборудовании, а также комплексах, созданных исключительно на их основе.

В настоящее время в Институте более 40 действующих уникальных научных установок и стендов, часть из которых объединена в комплексы и (или) входит в состав ЦКП Института.

Институт предоставляет сторонним организациям возможность проведения научных исследований на уникальных научных установках Института. Порядок доступа заинтересованных пользователей к основным УНУ Института определен в Регламенте доступа к оборудованию. Для подачи заявки необходимо направить письмо рекомендованной формы руководителю работ на УНУ (ответственному сотруднику). В случае оказания услуги на возмездной основе заключается договор, форма которого определяется и согласуется сторонами в установленном порядке (возможная форма договора).

К числу основных достижений ИЯФ в науке и технике относятся:


В области физики элементарных частиц и ядерной физики:

  • пионерские работы по развитию метода встречных пучков (в настоящее время - основной метод в физике высоких энергий):

первые эксперименты по электрон-электронному взаимодействию (одновременно со Принстон-Стэнфордскими работами), 1965 год,

первые в мире эксперименты по электрон-позитронному взаимодействию (1967 гoд),

первое в мире наблюдение процесса двойного тормозного излучения (1967 год),

пионерские работы по двухфотонной физике;

  • исследование характеристик векторных мезонов на установках со встречными электрон-позитронными пучками ВЭПП-2 и ВЭПП-4 (с 1967 года);
  • открытие явления множественного рождения адронов в электрон-позитронной аннигиляции;
  • прецизионное измерение вклада адронной поляризации вакуума в величину аномального магнитного момента мюона для одного из наиболее чувствительных тестов Стандартной модели, проводящегося совместно с Брукхевенской национальной лабораторией (1984-2005 годы);
  • разработка метода резонансной деполяризации для прецизионного измерения масс элементарных частиц, достижение рекордной точности измерения масс K-, ро-, омега-, фи-, пси- мезонов и ипсилон-мезонов, (1975-2004 гг.);
  • открытие эффектов несохранения четности в атомных переходах, подтверждение единой теории электрослабого взаимодействия, (1978 г.);
  • разработка метода проведения экспериментов на внутренних сверхтонких мишенях в накопителях (с 1967 года) и исследование электромагнитной структуры дейтрона в поляризационных экспериментах (с 1984 года);
  • разработка метода получения интенсивных потоков меченых гамма-квантов высокой энергии на основе использования обратного комптоновского рассеяния (1980-1982гг.); экспериментальное наблюдение расщепления фотона в кулоновском поле ядра, (1997 г).;
  • развитие новых методов детектирования заряженных и нейтральных частиц высокой энергии, создание уникальных детекторов для установок со встречными пучками (ОЛЯ, КМД-1, МД-1, КМД-2, КМД-3, НД, СНД, КЕДР);
  • разработка рентгеновских детекторов для медицинских целей и создание на их основе малодозной цифровой рентгенографической установки со сверхнизким уровнем облучения пациента и системы рентгеновского контроля для досмотра людей «Сибскан» (с 1981 года).

 

В области теоретической физики:

  • разработка резонансной теории динамического хаоса и псевдохаоса в классической и квантовой механике, (с 1959 г.);
  • первое вычисление перенормировки заряда в теории Янга-Миллса, (1969 год);
  • разработка метода правил сумм КХД (с 1979 г.);
  • предсказание большого усиления эффектов несохранения чётности в нейтронных резонансах в тяжёлых ядрах (1980-1985 гг.);
  • разработка теории жёстких эксклюзивных реакций в КХД (1977-1984 гг.);
  • развитие операторного подхода к квантовой электродинамике во внешних полях (1974 г.);
  • разработка квантовой электродинамики в периодических структурах, в том числе в лазерной волне (1972-1997 гг.);
  • развитие теории радиационных эффектов при прохождении заряженных частиц и фотонов высокой энергии через ориентированные монокристаллы, (с 1978 г.); 
  • вывод уравнения эволюции в КХД для распределения партонов по энергии (BFKL-уравнение) (1975-1997 гг.);
  • предсказание эффекта когерентности при излучении глюонов в КХД и изучение его влияния на адронные распределения (1981-1982 гг.).


В области физики и технологии ускорителей:

  • успешный многолетний опыт работы по созданию накопителей и установок со встречными пучками;
  • изобретение, разработка и экспериментальная проверка метода "электронного охлаждения" для пучков тяжелых частиц, используемого в настоящее время в лабораториях всего мира;
  • обеспечение эффективными «охладителями» ускорительные комплексы тяжелых ионов в Германии, Китае, ЦЕРНе (1965-2005 гг.),
  • изобретение и разработка новых типов мощных ВЧ генераторов (гирокон, релятивистский клистрон, магникон), с 1967 года;
  • предложение метода линейных электрон-позитронных встречных пучков с целью получения сверхвысоких энергий (1968 год), представление физически самосогласованного проекта, (1978 год);
  • разработка элементов сильнополевой импульсной магнитной оптики (Х-линзы, литиевые линзы), используемых в настоящее время в различных лабораториях, (с 1962 года);
  • изобретение и экспериментальная проверка метода перезарядной инжекции, применяемого в настоящее время на всех крупных протонных ускорителях, (1960-1964 гг.);
  • теоретические и экспериментальные исследования получения поляризованных пучков и спиновой динамики в коллайдерах и ускорителях, концептуальная разработка и создание высокоэффективных спиновых ротаторов и «сибирских змеек» для ряда ускорительных комплексов, (1966-1995 гг.);
  • теоретические и экспериментальные исследования стохастической неустойчивости и "эффектов встречи", ограничивающих светимость установок со встречными пучками, (с 1966 года);
  • разработка физической концепции нового поколения электрон - позитронных коллайдеров с очень высоким уровнем светимости, так называемых электрон - позитронных фабрик, (с 1987 года);
  • предложение и разработка метода ионизационного охлаждения мюонов для создания мюонных коллайдеров и нейтринных фабрик, (с 1969 г.);
  • разработка и создание мощных электронных ускорителей малой энергии для различных технологических применений, включая защиту окружающей среды, в том числе ускорители ЭЛВ-12 с мощностью 500 кВт и энергией 1 МэВ и ИЛУ-10 с мощностью до 50 кВт и энергией 5 МэВ, (с 1963 года);
  • предложение и реализация схемы ускорителя–рекуператора для лазеров на свободных электронах с высоким КПД, (1979-2003 годы)


В области физики плазмы и термоядерного синтеза:

  • изобретение (1954 год) и создание (1959 год) "классической" открытой магнитной ловушки (пробкотрона) для удержания горячей плазмы;
  • изобретение и разработка новых схем открытых ловушек: многопробочной, с вращающейся плазмой, амбиполярной, газодинамической; 
  • экспериментальное осуществление многопробочного удержания плазмы с субтермоядерными параметрами на ловушке ГОЛ-3; экспериментальное осуществление стабилизации МГД неустойчивостей в аксиально-симметричной газодинамической ловушке на установке ГДЛ, (с 1971 года);
  • открытие бесстолкновительных ударных волн в плазме, (1961 год);
  • разработка метода нагрева плазмы релятивистскими электронными пучками, (с 1971 года);
  • разработка поверхностно-плазменных высокоинтенсивных источников отрицательных ионов, получивших широкое распространение во всем мире, (1969-1981 гг.);
  • предложение и разработка концепции мощного термоядерного источника нейтронов для материаловедения на основе открытой ловушки, (с 1987 г.).
  • теоретическое предсказание ленгмюровского коллапса (1972 год), экспериментальное обнаружение сильной ленгмюровской турбулентности и коллапса ленгмюровских волн в магнитном поле, (1989-1997 гг.);
  • Создание серии уникальных мощных прецизионных источников атомов водорода для исследования высокотемпературной плазмы для ряда крупных установок, (с 1997 г.)


В области синхротронного излучения и лазеров на свободных электронах:

  • использование синхротронного излучения накопителей ИЯФ для различных научных и технологических целей и создание Сибирского международного центра синхротронного излучения на базе накопителей ВЭПП-2М, ВЭПП-3, ВЭПП-4 (с 1973 года);
  • теоретические и экспериментальные исследования излучения частиц в периодических структурах (ондуляторы, вигглеры, кристаллы), с 1972 года;
  • разработка и создание специализированных источников синхротронного излучения, с 1983 года;
  • разработка и создание одно- и двухкоординатных детекторов для экспериментов с синхротронным излучением, (с 1975 года);
  • изобретение и разработка оптического клистрона (1977 год), получение генерации когерентного
  • излучения от инфракрасной до ультрафиолетовой области спектра, (с 1980 года);
  • разработка и создание мощного лазера на свободных электронах (для фотохимических исследований и технологических применений, а также для передачи энергии с Земли на спутник) на основе наиболее перспективной схемы, использующей микротрон - рекуператор; получение мощного (400 Вт) лазерного излучения терагерцового диапазона, (с 1987 года);
  • создание серии сверхпроводящих магнитных устройств с сильными полями для источников СИ и электронных накопителей (вигглеры и поворотные магниты с полем до 10 Т, соленоиды с полем до 13 Т), с 1996 года.