Прямое экспериментальное обнаружение нового явления высокоэнергетичной атомной изомерии

В этом году в журнале Nature вышла статья, соавторами которой являются профессор нашей кафедры Юрий Николаевич Новиков, а также два выпускника физического факультета СПбГУ:

Novikov Nature
Book R. X. Schüssler, H. Bekker, M. Braß, H. Cakir, J. R. Crespo López-Urrutia, M. Door, P. Filianin, Z. Harman, M. W. Haverkort, W. J. Huang, P. Indelicato. С.H. Keitel, C. M. König,, K. Kromer, M. Mueller,. Y. N. Novikov, A. Rischka, C. Schweiger, S. Sturm, S. Ulmer, S. Eliseev & K. Blaum. Detection of metastable electronic states by Penning trap mass spectrometry”, Nature 581 (2020) 42-46.


Мы поздравляем наших коллег с этим достижением!

Ниже представлено описание ключевых моментов полученного результата.

В системе PENTATRAP, запущенной в 2018 году в институте Макса Планка по ядерной физике в Гейдельберге (Германия) с участием лаборатории физики экзотических ядер ПИЯФ и кафедры ядерно-физических методов исследования СПбГУ, наблюдалось состояние иона 187Re29+, живущее дольше суток и имеющее необычайно высокую энергию возбуждения 202 ± 2 эВ. Установка, на которой была выполнена работа, позволяет существенно подавить систематическую неопределённость, и определить полную относительную ошибку измерения массы нуклида до рекордной величины 10-11.

Тщательный теоретический анализ показал, что полученные экспериментальные величины энергии и времени жизни обнаруженного состояния могут объясняться  попаданием спина внешнего электрона в «спиновую ловушку», приводящим к сильному запрету распада уровня. Подтверждением правильности такой интерпретации  послужило обнаружение аналогичного состояния  в ионе 187Os30+ с энергией 207 ± 3 эВ, имеющего ту же изоэлектронную структуру.

Выполненный эксперимент закладывает базу для нового направления – долгоживущей высокоэнергетичной атомной спектрометрии. С одной стороны, это может представить интерес в физике за пределами Стандартной Модели микромира через её составляющую – квантовую электродинамику, которая весьма чувствительна  к процессам с очень высоким запретом к разрядке. С другой стороны, обнаруженная метастабильность привлекает внимание в силу практического приложения. 

Обнаруженные изомеры обладают большим значением отношения частоты перехода к его ширине, превосходящего на много порядков эту величину для всех известных эталонов частоты (см. рисунок). Поэтому найденные изомерные уровни, наряду с другими долгоживущими ионными состояниями, которые ещё предстоит открыть, могут рассматриваться как самые точные частотомеры (эталонные часы), играющие важную роль в навигационных процессах.

Защита степени PhD

17 декабря ещё один выпускник нашей магистратуры, Стас Подчезерцев защитил степень PhD в Институте Лауэ-Ланжевена (Гренобль, Франция).

Тема работы:
"Magnetoelectric coupling in cobalt-based tellurium (VI) oxides with complex spin structures".

Мы поздравляем Стаса с этим отличным результатом и желаем научных (и не только) успехов в дальнейшей деятельности!

photo 2020 12 21 16 20 07

Защита кандидатской диссертации

10 декабря 2020 года наш выпускник Артём Коршунов защитил в НИЦ «Курчатовский институт» диссертацию на соискание учёной степени кандидата физико-математических наук по теме «Кристаллическая структура и спиновый порядок в квазидвумерных оксидах переходных металлов с сотообразной геометрией».

Мы поздравляем Артёма с этим достижением, и желаем ему новых свершений на научном пути!

Defense Korshunov

Семинар 16.12.2020 Использование метода контрастирования в МУРН для исследования белково-нуклеиновой интерференции

16 декабря  (среда) в 17:00 (по московскому времени, GMT+3) состоится очередной доклад в рамках регулярного студенческого семинара.

Докладчик: к.ф.-м.н. Екатерина Яшина, м.н.с. ПИЯФ

Аннотация доклада:  

Хроматин представляет собой двухкомпонентную систему, состоящую из белков и нуклеиновых кислот. Изучение структуры различных компонент хроматина в ядрах куриных эритроцитов и ядрах HeLa проводилось на установках ультрамалоуглового рассеяния нейтронов KWS-3 (MLZ, Гархинг, Германия) в диапазоне переданных импульсов [1.5∙10−3÷ 10−1] nm−1 и малоуглового рассеяния KWS-2 в диапазоне переданных импульсов [10−1 ÷ 2∙100] nm−1(MLZ, Гархинг, Германия).

С помощью техники вариации контраста в экспериментах по малоугловому рассеянию нейтронов измерены и проанализированы парциальные сечения рассеяния от белков (60%D2O + 40%H2O) и нуклеиновых кислот (40%D2O + 60%H2O) и выделен их интерефернционный вклад в рассеяние на всем хроматине (D2O) для обоих типов ядер.
Результаты, полученные при анализе интерференционного вклада между белками и нуклеиновыми кислотами в интенсивность рассеяния демонстрируют степень взаимодействия между ними, а также характерные масштабы, на которых это взаимодействие происходит. В качестве взаимодействия подразумевается степень "переплетенности" белков и нуклеиновых кислот.    

 

После доклада состоится дискуссия по материалам доклада, на которой авторы поднимут вопросы для обсуждения с аудиторией.

 

Внимание! Семинар пройдет в онлайн формате на платформе ZOOM. Подключиться можно по Ссылке.

photo 2020 12 15 18 48 31

Семинар 02.12.2020 Поиск новых межнуклонных короткодействующих взаимодействий в рассеянии нейтронов на ядре. Эксперимент во время чумы.

2 декабря (среда) в 17:00 (по московскому времени, GMT+3) состоится очередной доклад в рамках регулярного студенческого семинара.

Докладчик: Дмитрий Шапиро, аспирант ЯФМИ

Аннотация доклада:  
Известно, что в природе существует 4 вида фундаментальных взаимодействий, однако в рамках расширения к Стандартной Модели физики частиц широко обсуждается существование других взаимодействий, переносимых новыми бозонами. В докладе будет обсуждаться применение порошковой дифракции нейтронов для установления ограничений на константу связи «пятой силы». В частности, будет рассказано о соответствующем эксперименте, проведённом удалённо на дифрактометре D20 реактора ILL (Гренобль, Франция), а также об особенностях, связанных с проведением этого эксперимента. Существенная часть доклада будет посвящена обработке полученных данных. Будут представлены первые результаты, а также сделанные ранее оценки.    
 
Внимание! Семинар пройдет в онлайн формате на платформе ZOOM. Семинар доступен по Ссылке

Shapiro diffraction

Школа по Физике Поляризованных Нейтронов 2020

10-12 декабря 2020 года на базе НИЦ «Курчатовский институт» - ПИЯФ совместно с Санкт-Петербургским государственным университетом при поддержке проекта Европейской Комиссии грантового соглашения № 871072 CREMLINplus проходит IX Школа по физике поляризованных нейтронов «ФПН-2020».

Школа по Физике Поляризованных Нейтронов ежегодно проводится в НИЦ "Курчатовский институт" - ПИЯФ, начиная с 2012 года, и связана с именами Гильяри Моисеевич Драбкина, Сергея Владимировича Малеева и Алексея Ивановича Окорокова. Эти выдающиеся ученые долгое время были организаторами и вдохновителями исследований конденсированного состояния в Ленинградском Институте Ядерной Физики, главным образом, с помощью поляризованных нейтронов. Созданный экспериментально-теоретический задел вдохновляет до сих пор, объединяя усилия ученых отдела исследования конденсированного состояния и сектора физики твердого тела теоретического отделения НИЦ "Курчатовский институт" - ПИЯФ.

fpn2020

Приглашаем принять участие в школе ФПН-2020!

Зарегистрироваться на Школу «ФПН-2020» можно на сайте мероприятия: https://oiks.pnpi.spb.ru/events/fpn2020/registration

Важные даты

  • 01.08.2020 - Начало регистрации
  • 01.12.2020 - Закрытие регистрации
  • 10.12-12.12.2020 - Проведение школы
  • 29.12.2020 - Размещение материалов Школы на сайте

 

Семинар 18.11.2020 Экспериментальные возможности линии MSPD синхротрона ALBA

Докладчик: Александр Миссюль (Alexander Missyul),  Post-Doctoral Research Associate at ALBA synchrotron light source.
 
 
Аннотация доклада:
Синхротрон ALBA – новейший из введенных в действие в Средиземноморском регионе и единственный на территории Пиренейского полуострова. На конец 2020 года пользователям доступны 8 экспериментальных линий, предназначенных для исследований в области биологических наук, физики конденсированного состояния и фундаментального материаловедения. Линия MSPD предназначена для проведения экспериментов по порошковой рентгеновской дифракции высокого разрешения, рентгеновской дифракции при высоких давлениях и микродифракции. В докладе будет представлен обзор основных технических характеристик и типичных исследований, проводимых на линии.
 
Внимание! Семинар пройдет в онлайн формате на платформе ZOOM. Подключиться к семинару можно по Ссылке.

photo 2020 11 16 19 25 01

Семинар 11.11. 2020 Исследование кристаллической и надмолекулярной структуры бактериальной целлюлозы, подвергшейся ферментативному гидролизу: путь к разработке ресорбируемого материала для биомедицины

Докладчик: Иванова Любовь, м.н.с. Отдела молекулярной и радиационной биофизики, ПИЯФ.
 
 
Аннотация доклада:
Современная тканевая инженерия постоянно нуждается в новых биоматериалах для решения разных клинических задач, в том числе биоразлагаемых раневых покрытиях, клеточных каркасах, системах доставки БАВ. Бактериальная целлюлоза (БЦ) - успешно занявший свое место в медицинской практике биоматериал, для деградации которого в человеческом организме не существует ферментов. В настоящей работе мы исследовали эволюцию кристаллической и надмолекулярной структуры БЦ в процессе ферментативного гидролиза экзогенной целлобиогидролазой и установили безопасность полученного биомедицинского устройства в живых системах in vitro и in vivo. Полученные данные послужат основой управляемой биотехнологии по созданию биоразлагаемых медицинских устройств и материалов с заданными структурными характеристиками на основе БЦ.
 
Место проведения: большая лекционноя аудитория профиля НСФ (НИИФ, корпус М, 5 этаж, блок М-10, ауд. 507), СПбГУ, Петергоф.
 
Внимание! Семинар будет также доступен в онлайн формате на платформе ZOOM по Ссылке

BacterialCellulose

Семинар 28.10.2020 Мишенная сборка КИН DАRIA. Научный интерес, поиск и варианты исполнения

Докладчик: Субботина Валерия, магистрант кафедры ЯФМИ.
 
 
Аннотация доклада:
Цель доклада - представить отчет о проделанной работе по моделированию мишенной сборки компактного источника нейтронов (КИН) DARIA. Представлен алгоритм расчета и оптимизации мишенной сборки. Описан тепловой расчет. Рассмотрены различные материалы в качестве замедлителя и отражателя. Показаны их достоинства и недостатки. Рассчитаны спектры нейтронов. Найдены максимумы плотности потока тепловых нейтронов. Согласован окончательный вид мишенной сборки для дальнейшей работы с источником холодных нейтронов. 
 
Место проведения: большая лекционноя аудитория профиля НСФ (НИИФ, корпус М, 5 этаж, блок М-10, ауд. 507), СПбГУ, Петергоф.
 
Внимание! Семинар будет также доступен в онлайн формате на платформе ZOOM. Для подключения к семинару перейдите по Ссылке. 

2D 

 

Семинар 21.10.2020 Исследование доменной структуры сегментных полиуретанмочевин методом малоуглового рассеяния нейтронов

Докладчик: Павлова Алина, магистрант кафедры ЯФМИ.
 
 
Аннотация доклада:
Сегментные полиуретанмочевины (ПУМ) сегодня широко используются в мире в качестве покрытий, клеев, мембран, герметиков, термоусадочной упаковки, демпфирующих и теплоизоляционных материалов. Широкое распространение ПУМ на таких участках возможно благодаря их способности к микрофазовому разделению на жесткие и гибкие сегменты.
Доклад посвящен исследованию взаимосвязи между доменной структурой и термомеханическими свойствами, фазовым разделением и морфологией ПУМ с использованием метода малоуглового рассеяния нейтронов (МУРН).
 

 

 

Yumo

 
МУРН-измерения проводились на спектрометре ЮМО (ИБР-2, ОИЯИ, Дубна, Россия).
Предварительный анализ экспериментальных данных показал, что увеличение длины гибких сегментов в структуре ПУМ не влияет на размер
доменов, но увеличивает расстояние между ними. Кроме этого, было обнаружено, что доля жестких сегментов также не влияет на размер доменов, к основополагающим фактором оказывающим влияние на доменную структуру можно отнести химическую структуру ароматической части. К укрупнению доменов приводит тот факт, что симметричные диизоцианаты способствуют более плотной упаковке жестких сегментов.
 
Внимание! Семинар пройдет в онлайн формате на платформе ZOOM.
 
Трансляция семинара будет доступна по Ссылке
 
Начало в 17:00 по Московскому времени. 
 

Октябрьские эксперименты в ОИЯИ

С 6 по 9 октября 2020 года студентка магистратуры профиля «Нейтронная и синхротронная физика» Алина Павлова приняла участие в эксперименте по малоугловому рассеянию нейтронов на резорцин-формальдегидных аэрогелях. Эксперимент проводился на установке ЮМО реакторного комплекса ИБР-2М, расположенного в Объединенном институте ядерных исследований (ОИЯИ), Дубна, Россия. Помимо Алины в эксперименте принимали участие: Копица Г. П. – старший научный сотрудник Петербургского института ядерной физики (ПИЯФ) и Цвигун Н. В. – старший инженер Института кристаллографии имени А. В. Шубникова РАН. Принимающую сторону представляла Горшкова Ю. Е. – старший научный сотрудник ОИЯИ. Данный эксперимент проводился в рамках работ по гранту Российского научного фонда № 19-73-20125 «Новые гибридные и углеродные аэрогели - синтез и анализ структуры методами малоуглового рассеяния».   IMG 20201008 114824

Подробнее...