Список тем курсовых работ студентов второго курса в 2024/2025 и 2025/26 учебных годах
I. Научное направление:
ЯДЕРНО-ФИЗИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ КОНДЕНСИРОВАННЫХ СРЕД
(руководитель член-корр. РАН, профессор, д.ф.-м.н. В.Л. Аксенов)
1. Нейтронные исследования магнитных жидкостей.
(Основные особенности рассеяния нейтронов на магнитных структурах, особенности метода малоуглового рассеяния, магнитные жидкости и основные параметры характеризующие их свойства и измеряемые.)
(Куратор: д.ф.-м.н., проф. Авдеев М.В., avd@nf.jinr.ru)
2. Исследования структуры кристаллов с помощью дифракции нейтронов и синхротронного излучения.
(Основные принципы дифракционного исследования структуры кристаллических тел; дифракция – как фурье-преобразование периодической структуры; геометрический анализ дифракционных изображений кристаллической структуры; фундаментальные и методические особенности использования дифракции нейтронов и синхротронного излучения; фазовая проблема дифракционного анализа; математические методы структурного анализа; методы профильного анализа дифракционных спектров; дифракционный анализ микроструктуры кристаллов; особенности дифракционных экспериментов на стационарных и импульсных источниках нейтронов.)
(Куратор: д.ф.-м.н., проф. Балагуров А.М., bala@nf.jinr.ru )
3. Нейтронные и синхротронные исследования фосфолипидов и нанолекарств.
(Соевые фосфолипиды и нанолекарства на их основе, возможности малоуглового рассеяния нейтронов и СИ для исследования везикулярных систем, применение водных растворов для контрастирования фосфолипидных везикул.)
(Куратор: д.ф.-м.н., доц. Киселев М.А., kiselev@nf.jinr.ru )
4. Виды излучений для структурных исследований.
(Ознакомление с основными свойствами, способами получения и детектирования излучений, используемых в структурных исследованиях в области физики конденсированного состояния (рентгеновских лучей, нейтронов и электронов) и выполняемых на лабораторных и МЕГА установках. В рамках курсовой работы требуется кратко раскрыть темы: природа излучений; особенности взаимодействия с атомами; источники и способы получения; основные параметры и соотношения, сравнительная оценка яркости синхротронного источника, плотности потока нейтронов на импульсном и стационарном реакторах. Предлагается решить задачу: оценить энергию (Эв) рентгеновских лучей, нейтронов и электронов, используемых в структурных исследованиях (длина волны λ≈1 Ǻ).
(Куратор: к.ф.-м.н., н.с. Шуленина А.В., shuleninaav@my.msu.ru )
5. Перспективные элементы рентгеновской оптики для отбора, монохроматизации и транспортировки на пучках синхротронного излучения.
(Ознакомление с основными рентгенооптическими элементами на лабораторных источниках и на пучках синхротронного излучения. Особенности фокусировки, отбора, монохроматизации, транспортировки и спектральный диапазон излучения для экспериментов. В работе требуется кратко описать как работают основные такие элементы рентгеновской оптики, как монохроматоры, кристалл-спектрометры, рентгеновские зеркала, многослойные зонные пластинки, капиллярные и рефракционные линзы, трансфокаторы. А также нужно привести примеры их использования в современном эксперименте.)
(Куратор: к.ф.-м.н., н.с. Шуленина А.В., shuleninaav@my.msu.ru )
II. Научное направление:
НЕЙТРОННО-ЯДЕРНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ
(руководитель д.ф.-м.н. Е.В. Лычагин)
1. Реакторные источники нейтронов для исследований на выведенных пучках.
(Реакторы как источники нейтронов; особенности работы реакторов-источников непрерывного действия и пульсирующих; особенности и характеристики действующего импульсного источника ОИЯИ ИБР-2).
(Куратор: д.ф.-м.н., доц. Киселев М.А., kiselev@nf.jinr.ru)
2. Удержание ультрахолодных нейтронов в замкнутом объеме.
(Ознакомиться с основными теоретическими идеями и экспериментальными методами в исследованиях ультрахолодных нейтронов. В работе предлагается ответить на вопросы: за счет чего имеется возможность удерживать нейтроны в замкнутом сосуде и какие физические эксперименты можно проводить с такими нейтронами?)
(Куратор: д.ф.-м.н., Лычагин Е.В. fni.phys@org.msu.ru)
III. Научное направление:
ФИЗИКА ЯДРА И ЯДЕРНЫХ РЕАКЦИЙ
(руководители: профессор, д.ф.-м.н. С.А. Гончаров, академик РАН, д.ф.-м.н. Г.В. Трубников)
1.Особенности рассеяния альфа-частиц на ядрах: ядерная дифракция и ядерная радуга.
(Классическая модель Резерфорда, дифракция Френеля, дифракция Фраунгофера и радужное рассеяние в квантовом рассмотрении, оптическая модель как инструмент анализа ядро-ядерного рассеяния в потенциальном подходе.)
(Куратор: д.ф.-м.н., проф. Гончаров С.А., gsa@srd.sinp.msu.ru )
2. Экзотические состояния ядер.
(Получение, свойства и примеры экзотических ядер на границах стабильности и экзотических состояний стабильных ядер. Пучки ускоренных экзотических ядер для исследования их свойств.)
(Куратор: д.ф.-м.н., проф. Гончаров С.А., gsa@srd.sinp.msu.ru )
3. Ускорители комплекса NICA - инструмент исследования материи.
(Рассмотреть основные направления теоретических и экспериментальных исследований настоящих и планируемых, проводимых коллективом ОИЯИ. Разобрать особенности конструкции установки NICA, используемые детекторы. NICA (https://nica.jinr.ru/ru/): Nuclotron-based Ion Collider fAcility - ускорительный комплекс для изучения свойств плотной барионной материи.).
(Куратор: академик РАН, д.ф.-м.н., Трубников Г.В. fni.phys@org.msu.ru)
5. Прикладные исследования с тяжелыми ядрами на комплексе ARIADNA.
(Ознакомление с прикладными исследованиями с использованием пучков ускоренных ионов с энергиями порядка нескольких ГэВ на нуклон в рамках коллаборации ARIADNA (Applied Research Infrastructure for Advance Development at NICA fAcility), в частности в зоне установки BM@N для широкого круга задач (одну на выбор):
- отбор файлов с данными, набранными в эксперименте SRC на установке BM@N 2022 г., подходящих для физического анализа;
-проверка стабильности работы во время набора данных в эксперименте SRC на установке BM@N комплекса NICA таких элементов, как трекинга сцинтилляционных детекторов, вето-детектора вокруг мишени, сцинтилляционной стенки (можно взять один или несколько из списка);
-влияние параметров трекинга на эффективность в эксперименте SRC на установке BM@N комплекса NICA;
-эффективность регистрации фрагментов в DCH1 и DCH2 в эксперименте SRC на установке BM@N комплекса NICA.
Расшифровка: SRC (https://arxiv.org/pdf/2102.02626) - Short-Range Correlation - эксперимент, изучающий короткодействующие двухнуклонные корреляции в ядре углерода; BM@N (https://nica.jinr.ru/ru/projects/bman.php) - Baryonic Matter at Nuclotron - эксперимент на неподвижной мишени с пучками тяжелых ионов.)
(Куратор: академик РАН, д.ф.-м.н. Трубников Г.В., fni.phys@org.msu.ru )
6. Пучки тяжелых ионов средних энергий для прикладных исследований в области материаловедения и радиобиологии.
(Пучки тяжелых ионов средних энергий используются для исследования радиационной стойкости изделий микроэлектроники и чувствительности биологических объектов к воздействию галактических лучей. Кроме того, они используются для улучшения характеристик разнообразных материалов или придания им новых свойств. Активно исследуются возможности применения пучков тяжелых ионов для терапии раковых заболеваний. Источником таких ионов являются ускорительные комплексы на основе ионных синхротронов. На создаваемом в ОИЯИ ускорительном комплексе NICA начаты экспериментальные исследования в этих областях, роль которых в будущем будет только возрастать. Выполнение работы включает в себя:
- ознакомление с областями применения пучков тяжелых ионов средних энергий и основами физики их взаимодействия с веществом,
- изучение основных параметров пучков заряженных частиц и методов их измерения,
- изучение устройств ионной оптики, применяемых для построения каналов транспортировки пучков и формирования требуемого пространственного и временного распределения ионов на облучаемом образце,
- ознакомление с основами динамики частиц в синхротронах, физикой и техникой вывода пучков.)
(Куратор: д.ф.-м.н. А.О. Сидорин fni.phys@org.msu.ru )
7. Разрывы ДНК под действием тяжелых ядер.
(Ознакомление с биологическим действием ионизирующих излучений разного качества на формирование разнообразных повреждений ДНК в клетках и их репарацию. Репарация — особая функция клеток, которая заключается в способности исправлять химические повреждения и разрывы в молекулах ДНК, поврежденных при нормальном биосинтезе ДНК в клетке или в результате воздействия физических или химических реагентов.)
(Куратор: д.ф.-м.н. Зарубин П.И., fni.phys@org.msu.ru )
8. Нуклеосинтез в сильных магнитных полях.
(Целью работы является ознакомление с эффектами влияния соответствующих относительно небольших магнитных полей на структуру ядер, распространенность химических элементов и потенциал использования радиоактивных нуклидов для зондирования внутренних полей в процессах нуклеосинтеза и цепочек ядерных превращений. Для малых напряженностей поля ~МТл ядерный g-фактор представляет количественное описание магнитных свойств. В случае силы поля ~ТТл аналогичные величины представлены ядерной магнитной восприимчивостью. Планируется уделить особое внимание рассмотрению воздействия зеемановского расщепления энергетических уровней нуклонов на структуру, свойства и изотопный состав звездной плазмы применительно к сценариям e- и r-процессов. Решение проблемы титана демонстрирует одно из достижений учета магнитных эффектов в нуклеосинтезе и указывает на перспективность реалистичной детальной интерпретации распространенности химических элементов при учете ядерного магнетизма.)
(Куратор: д.ф.-м.н. Кондратьев В.Н.., fni.phys@org.msu.ru )
ЯДЕРНО-ФИЗИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ КОНДЕНСИРОВАННЫХ СРЕД
(руководитель член-корр. РАН, профессор, д.ф.-м.н. В.Л. Аксенов)
1. Нейтронные исследования магнитных жидкостей.
(Основные особенности рассеяния нейтронов на магнитных структурах, особенности метода малоуглового рассеяния, магнитные жидкости и основные параметры характеризующие их свойства и измеряемые.)
(Куратор: д.ф.-м.н., проф. Авдеев М.В., avd@nf.jinr.ru)
2. Исследования структуры кристаллов с помощью дифракции нейтронов и синхротронного излучения.
(Основные принципы дифракционного исследования структуры кристаллических тел; дифракция – как фурье-преобразование периодической структуры; геометрический анализ дифракционных изображений кристаллической структуры; фундаментальные и методические особенности использования дифракции нейтронов и синхротронного излучения; фазовая проблема дифракционного анализа; математические методы структурного анализа; методы профильного анализа дифракционных спектров; дифракционный анализ микроструктуры кристаллов; особенности дифракционных экспериментов на стационарных и импульсных источниках нейтронов.)
(Куратор: д.ф.-м.н., проф. Балагуров А.М., bala@nf.jinr.ru )
3. Нейтронные и синхротронные исследования фосфолипидов и нанолекарств.
(Соевые фосфолипиды и нанолекарства на их основе, возможности малоуглового рассеяния нейтронов и СИ для исследования везикулярных систем, применение водных растворов для контрастирования фосфолипидных везикул.)
(Куратор: д.ф.-м.н., доц. Киселев М.А., kiselev@nf.jinr.ru )
4. Виды излучений для структурных исследований.
(Ознакомление с основными свойствами, способами получения и детектирования излучений, используемых в структурных исследованиях в области физики конденсированного состояния (рентгеновских лучей, нейтронов и электронов) и выполняемых на лабораторных и МЕГА установках. В рамках курсовой работы требуется кратко раскрыть темы: природа излучений; особенности взаимодействия с атомами; источники и способы получения; основные параметры и соотношения, сравнительная оценка яркости синхротронного источника, плотности потока нейтронов на импульсном и стационарном реакторах. Предлагается решить задачу: оценить энергию (Эв) рентгеновских лучей, нейтронов и электронов, используемых в структурных исследованиях (длина волны λ≈1 Ǻ).
(Куратор: к.ф.-м.н., н.с. Шуленина А.В., shuleninaav@my.msu.ru )
5. Перспективные элементы рентгеновской оптики для отбора, монохроматизации и транспортировки на пучках синхротронного излучения.
(Ознакомление с основными рентгенооптическими элементами на лабораторных источниках и на пучках синхротронного излучения. Особенности фокусировки, отбора, монохроматизации, транспортировки и спектральный диапазон излучения для экспериментов. В работе требуется кратко описать как работают основные такие элементы рентгеновской оптики, как монохроматоры, кристалл-спектрометры, рентгеновские зеркала, многослойные зонные пластинки, капиллярные и рефракционные линзы, трансфокаторы. А также нужно привести примеры их использования в современном эксперименте.)
(Куратор: к.ф.-м.н., н.с. Шуленина А.В., shuleninaav@my.msu.ru )
II. Научное направление:
НЕЙТРОННО-ЯДЕРНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ
(руководитель д.ф.-м.н. Е.В. Лычагин)
1. Реакторные источники нейтронов для исследований на выведенных пучках.
(Реакторы как источники нейтронов; особенности работы реакторов-источников непрерывного действия и пульсирующих; особенности и характеристики действующего импульсного источника ОИЯИ ИБР-2).
(Куратор: д.ф.-м.н., доц. Киселев М.А., kiselev@nf.jinr.ru)
2. Удержание ультрахолодных нейтронов в замкнутом объеме.
(Ознакомиться с основными теоретическими идеями и экспериментальными методами в исследованиях ультрахолодных нейтронов. В работе предлагается ответить на вопросы: за счет чего имеется возможность удерживать нейтроны в замкнутом сосуде и какие физические эксперименты можно проводить с такими нейтронами?)
(Куратор: д.ф.-м.н., Лычагин Е.В. fni.phys@org.msu.ru)
III. Научное направление:
ФИЗИКА ЯДРА И ЯДЕРНЫХ РЕАКЦИЙ
(руководители: профессор, д.ф.-м.н. С.А. Гончаров, академик РАН, д.ф.-м.н. Г.В. Трубников)
1.Особенности рассеяния альфа-частиц на ядрах: ядерная дифракция и ядерная радуга.
(Классическая модель Резерфорда, дифракция Френеля, дифракция Фраунгофера и радужное рассеяние в квантовом рассмотрении, оптическая модель как инструмент анализа ядро-ядерного рассеяния в потенциальном подходе.)
(Куратор: д.ф.-м.н., проф. Гончаров С.А., gsa@srd.sinp.msu.ru )
2. Экзотические состояния ядер.
(Получение, свойства и примеры экзотических ядер на границах стабильности и экзотических состояний стабильных ядер. Пучки ускоренных экзотических ядер для исследования их свойств.)
(Куратор: д.ф.-м.н., проф. Гончаров С.А., gsa@srd.sinp.msu.ru )
3. Ускорители комплекса NICA - инструмент исследования материи.
(Рассмотреть основные направления теоретических и экспериментальных исследований настоящих и планируемых, проводимых коллективом ОИЯИ. Разобрать особенности конструкции установки NICA, используемые детекторы. NICA (https://nica.jinr.ru/ru/): Nuclotron-based Ion Collider fAcility - ускорительный комплекс для изучения свойств плотной барионной материи.).
(Куратор: академик РАН, д.ф.-м.н., Трубников Г.В. fni.phys@org.msu.ru)
5. Прикладные исследования с тяжелыми ядрами на комплексе ARIADNA.
(Ознакомление с прикладными исследованиями с использованием пучков ускоренных ионов с энергиями порядка нескольких ГэВ на нуклон в рамках коллаборации ARIADNA (Applied Research Infrastructure for Advance Development at NICA fAcility), в частности в зоне установки BM@N для широкого круга задач (одну на выбор):
- отбор файлов с данными, набранными в эксперименте SRC на установке BM@N 2022 г., подходящих для физического анализа;
-проверка стабильности работы во время набора данных в эксперименте SRC на установке BM@N комплекса NICA таких элементов, как трекинга сцинтилляционных детекторов, вето-детектора вокруг мишени, сцинтилляционной стенки (можно взять один или несколько из списка);
-влияние параметров трекинга на эффективность в эксперименте SRC на установке BM@N комплекса NICA;
-эффективность регистрации фрагментов в DCH1 и DCH2 в эксперименте SRC на установке BM@N комплекса NICA.
Расшифровка: SRC (https://arxiv.org/pdf/2102.02626) - Short-Range Correlation - эксперимент, изучающий короткодействующие двухнуклонные корреляции в ядре углерода; BM@N (https://nica.jinr.ru/ru/projects/bman.php) - Baryonic Matter at Nuclotron - эксперимент на неподвижной мишени с пучками тяжелых ионов.)
(Куратор: академик РАН, д.ф.-м.н. Трубников Г.В., fni.phys@org.msu.ru )
6. Пучки тяжелых ионов средних энергий для прикладных исследований в области материаловедения и радиобиологии.
(Пучки тяжелых ионов средних энергий используются для исследования радиационной стойкости изделий микроэлектроники и чувствительности биологических объектов к воздействию галактических лучей. Кроме того, они используются для улучшения характеристик разнообразных материалов или придания им новых свойств. Активно исследуются возможности применения пучков тяжелых ионов для терапии раковых заболеваний. Источником таких ионов являются ускорительные комплексы на основе ионных синхротронов. На создаваемом в ОИЯИ ускорительном комплексе NICA начаты экспериментальные исследования в этих областях, роль которых в будущем будет только возрастать. Выполнение работы включает в себя:
- ознакомление с областями применения пучков тяжелых ионов средних энергий и основами физики их взаимодействия с веществом,
- изучение основных параметров пучков заряженных частиц и методов их измерения,
- изучение устройств ионной оптики, применяемых для построения каналов транспортировки пучков и формирования требуемого пространственного и временного распределения ионов на облучаемом образце,
- ознакомление с основами динамики частиц в синхротронах, физикой и техникой вывода пучков.)
(Куратор: д.ф.-м.н. А.О. Сидорин fni.phys@org.msu.ru )
7. Разрывы ДНК под действием тяжелых ядер.
(Ознакомление с биологическим действием ионизирующих излучений разного качества на формирование разнообразных повреждений ДНК в клетках и их репарацию. Репарация — особая функция клеток, которая заключается в способности исправлять химические повреждения и разрывы в молекулах ДНК, поврежденных при нормальном биосинтезе ДНК в клетке или в результате воздействия физических или химических реагентов.)
(Куратор: д.ф.-м.н. Зарубин П.И., fni.phys@org.msu.ru )
8. Нуклеосинтез в сильных магнитных полях.
(Целью работы является ознакомление с эффектами влияния соответствующих относительно небольших магнитных полей на структуру ядер, распространенность химических элементов и потенциал использования радиоактивных нуклидов для зондирования внутренних полей в процессах нуклеосинтеза и цепочек ядерных превращений. Для малых напряженностей поля ~МТл ядерный g-фактор представляет количественное описание магнитных свойств. В случае силы поля ~ТТл аналогичные величины представлены ядерной магнитной восприимчивостью. Планируется уделить особое внимание рассмотрению воздействия зеемановского расщепления энергетических уровней нуклонов на структуру, свойства и изотопный состав звездной плазмы применительно к сценариям e- и r-процессов. Решение проблемы титана демонстрирует одно из достижений учета магнитных эффектов в нуклеосинтезе и указывает на перспективность реалистичной детальной интерпретации распространенности химических элементов при учете ядерного магнетизма.)
(Куратор: д.ф.-м.н. Кондратьев В.Н.., fni.phys@org.msu.ru )