Natural Science Review

Электронный Журнал Natural Science Review издается с 2024 года в соответствии с решением сессии Комитета Полномочных Представителей правительств государств-членов Объединенного института ядерных исследований от 24.03.2024 г. Учредитель и издатель – Международная межправительственная организация Объединенный институт ядерных исследований.
Natural Science Review – международный сетевой рецензируемый периодический научный журнал в сфере естественных и технических наук.

Открытый выпуск Июль — сентябрь 2025

Decays τππηντ and τπηηντ in the extended Nambu–Jona-Lasinio model
M. K. Volkov, A. A. Pivovarov, K. Nurlan
Natural Sci. Rev. 2 100403 (2025) Опубликовано 25.07.2025
DOI: 10.54546/NaturalSciRev.100403

В рамках расширенной модели Намбу–Иона–Лазинио рассмотрены процессы τππη(η′)ντ и τπηη(η′)ντ с учётом как основных, так и первых радиально возбуждённых промежуточных состояний. Показано, что в процессах τππη(η′)ντ доминирующим является векторный канал, а в процессах τπηη(η′)ντ главный вклад даёт аксиально-векторный канал. Скалярный мезон a0 играет доминирующую роль в процессах с двумя η-мезонами в конечном состоянии. Показана значимость относительной фазы между основными и первыми радиально-возбуждёнными состояниями для данных процессов. Полученные результаты для процесса τππηντ находятся в удовлетворительном согласии с недавними экспериментальными данными BaBar и CMD-3, которые отличаются от усредненных значений, приведенных в таблицах PDG.

Категории: Физика , Физика высоких энергий (теория)
Shadow in the Galactic Center: Theoretical Concept – Prediction – Realization
A. F. Zakharov
Natural Sci. Rev. 2 100402 (2025) Опубликовано 24.07.2025
DOI: 10.54546/NaturalSciRev.100402

Общая теория относительности (ОТО) была создана в ноябре 1915 года, и с момента своего создания и до настоящего времени эта теория была проверена и подтверждена во множестве различных тестов. Первые реалистичные космологические модели были предложены в трудах Александра Александровича Фридмана, написанных в 1920-х годах. Долгое время космологические работы Фридмана были фактически запрещены в Советском Союзе по философским и методологическим причинам, поскольку модели, в которых происходит рождение и эволюция Вселенной, считались идеологически неприемлемыми. В связи с большими достижениями в теории относительности и космологии, а также возросшим интересом к этим разделам науки в последние десятилетия мы вспоминаем развитие релятивистской астрофизики и вклад российских исследователей в эти исследования. Поскольку один из мировых лидеров в области физической космологии А. А. Фридман скончался в сентябре 1925 года, целесообразно обсудить основные достижения физической космологии за последние 100 лет. Мы также обсуждаем наблюдательные и теоретические достижения в подтверждении релятивистских наблюдательных предсказаний для чёрных дыр, включая ближайшую сверхмассивную чёрную дыру в нашем Галактическом центре. Мы описываем эволюцию понятия тени чёрной дыры от чисто теоретической концепции до наблюдаемой величины, которая может быть получена из наблюдений сверхмассивных чёрных дыр в Sgr A* и M87* с  помощью глобальных РСДБ интерферометров, работающих в мм и субмиллиметровом​​​​​​​ диапазонах.

Категории: Астрономия и астрофизика
Comparative analysis of enriched mesenchymal stem cells conditioned medium fractions obtained by ultrafiltration
E. Andreev, E. Kravchenko, E. Zavyalova, P. Eremin, A. Rzyanina, P. Markov, A. Nechaev
Natural Sci. Rev. 2 100401 (2025) Опубликовано 02.07.2025
DOI: 10.54546/NaturalSciRev.100401

В исследовании представлен сравнительный анализ различных компонентов кондиционированных сред (КС), полученных с помощью мезенхимальных стволовых клеток (МСК), культивированных с использованием сыворотки и без сыворотки, который выявил существенные различия в их составе и потенциальном клиническом применении. Кондиционированная среда, содержащая сыворотку, демонстрирует значительно более высокие уровени общего белка, невезикулярной РНК, экзосом и наночастиц по сравнению с бессывороточными кондиционированными средами, что отражает вклад как секретома МСК, так и остаточных компонентов фетальной бычьей сыворотки. Фракционирование на основе ультрафильтрации (0,2 мкм-50 кДа) позволяет выделить фракцию, обогащенную экзосомами и белками, сохраняя функционально значимые компоненты секретома МСК. Эта стратегия эффективно захватывает везикулы и белки среднего размера, исключая при этом более крупные или мелкие биомолекулы, что повышает эффективность их испольльзования для целевого анализа. Представленные данные подчеркивают необходимость подбора КС с учетом целей эксперимента и предоставляют информацию для выбора оптимальной стратегии получения секретома МСК, обеспечивающей баланс между конечным результатом, чистотой и нормативными требованиями в области исследований и терапии МСК.

Категории: Науки о жизни , Биология

Выпуск 3 (Том 2) 2025

The concept of a superconducting spin flipper – neutron decelerator for a UCN source at a pulsed reactor
A. A. Popov, K. S. Osipenko, V. I. Scherbakov, A. I. Frank, G. V. Kulin, M. A. Zakharov, V. A. Kurylev, D. A. Kolomentseva
Natural Sci. Rev. 2 100305 2025 Опубликовано 25.06.2025
DOI: 10.54546/NaturalSciRev.100305

Работа посвящена созданию концептуального проекта градиентного спин-флиппера — замедлителя нейтронов, являющегося основным компонентом проектируемого источника УХН для импульсного реактора периодического действия. При тесном сотрудничестве группы ОИЯИ и компании «СуперОкс» был разработан дизайн-эскиз стационарного градиентного магнита для адиабатического спин-флиппера. Проведен детальный расчет конфигурации магнитного поля. Смоделировано движение нейтронов в магнитном поле, формируемом спроектированной магнитной системой, и проведен анализ времени замедления нейтронов в спин-флиппере.  

Полученный результат дает основание надеяться, что идея создания источника УХН с импульсным накоплением ловушки, основанная на использовании нестационарного замедления нейтронов, является реализуемой.

Категории: Физика , Приборы и методы
3D segmented neutrino detector SuperFGD
Yu. Kudenko
Natural Sci. Rev. 2 100304 2025 Опубликовано 20.06.2025
DOI: 10.54546/NaturalSciRev.100304

Ближний детектор ND280 ускорительного эксперимента с длинной базой T2K был модернизирован для повышения точности измерения осцилляционных параметров нейтрино. Ключевым компонентом модернизации является новый пластиковый сегментированный сцинтилляционный детектор Super Fine Grained Detector (SuperFGD), состоящий примерно из 2 миллионов оптически изолированных кубиков размером 1 см3, сигналы с которых транспортируются в трех ортогональных направлениях спектросмещающими волокнами и регистрируются микропиксельными лавинными фотодиодами. SuperFGD обеспечивает 3D-изображения взаимодействий нейтрино за счет регистрации треков заряженных частиц в конечном состоянии, включая протоны с порогом регистрации около 300 МэВ/c. Благодаря мелкой сегментации и субнаносекундному временному разрешению SuperFGD способен детектировать нейтроны, возникающие при взаимодействии нейтрино, и измерять их кинетическую энергию, используя  метод  времени пролета. В статье подробно описывается устройство детектора, его создание и запуск в эксплуатацию на нейтринном пучке эксперимента T2K.

Категории: Физика , Приборы и методы , Физика высоких энергий (эксперимент)
Characterization of micro-SPECT system based on Timepix detector
V. Rozhkov, I. Hernа́ndez, A. Leyva, A. Zhemchugov
Natural Sci. Rev. 2 100303 2025 Опубликовано 17.06.2025
DOI: 10.54546/NaturalSciRev.100303

В данной работе были оценены характеристики прототипа ОФЭКТ-системы на основе микросхемы считывания Timepix с коллиматором на основе кодирующей апертуры типа MURA. Установка имеет небольшое поле зрения и может использоваться в доклинических исследованиях лекарственных препаратов на мелких лабораторных животных. Несмотря на множество существующих протоколов испытаний, разработанных и описанных в соответствующих документах национальных органов стандартизации и рекомендациях МАГАТЭ, они не подходят для микротомографических систем на основе полупроводниковых пиксельных детекторов из-за различной технологии детекторов, высокого пространственного разрешения и малой области интереса. Для измерения их характеристик были разработаны специальные фантомы с небольшой «горячей областью».

Такие параметры микро-ОФЭКТ системы, как пространственное разрешение, контрастность, линейность, однородность и чувствительность системы были исследованы с использованием источника 99mTc. Описаны процедуры калибровки детектора и предварительной обработка данных.

Категории: Приборы и методы , Прикладные исследования , Ядерная медицина
Bogoliubov method in description of nuclear rotation
R. V. Jolos, E. A. Kolganova
Natural Sci. Rev. 2 100302 2025 Опубликовано 09.06.2025
DOI: 10.54546/NaturalSciRev.100302

Рассматривается проблема идентификации и выделения динамических переменных, связанных с преобразованиями симметрии, из полного набора динамических переменных. Показано, что использование бозонного представления бифермионных операторов позволяет решить эту проблему с помощью канонического преобразования динамических переменных, предложенного Н.Н. Боголюбовым. Полученные результаты обосновывают применение модели принудительного вращения для описания вращательных возбуждений ядер.

Категории: Физика , Ядерная физика (теория)
On BRST Lagrangian formulation for massive higher-spin fields in 4D Minkowski space
I. L. Buchbinder, S. A. Fedoruk, V. A. Krykhtin
Natural Sci. Rev. 2 100301 2025 Опубликовано 05.05.2025
DOI: 10.54546/NaturalSciRev.100301

Мы даем краткий обзор БРСТ-подхода к калибровочно-инвариантной лагранжевой формулировке для свободных массивных бозонных полей высших спинов, акцентируя внимание на двух специфических аспектах. Во-первых, теория рассматривается в четырехмерном плоском пространстве в терминах спин-тензорных полей с двухкомпонентными неточечными и точечными индексами. Это приводит к существенному упрощению всего подхода по сравнению с тем, где использовались поля с векторными индексами, поскольку теперь нет необходимости вводить в БРСТ-заряд связь, отвечающую за следы полей. Во-вторых, мы разрабатываем предельно простую и наглядную процедуру для исключения всех вспомогательных полей и доказываем, что БРСТ-уравнения движения тождественно воспроизводят основные условия для неприводимых представлений группы Пуанкаре с заданной массой и спином. Подобно безмассовой теории, окончательный лагранжиан для массивных полей высших спинов формулируется в триплетной форме. БРСТ-формулировка приводит к системе полей, которые четко подразделяются на основное поле спина s, вспомогательные поля типа Зиновьева, вспомогательные поля типа Сингха–Хагена и специальные вспомогательные БРСТ-поля. Вспомогательные поля могут быть частично устранены путем фиксации калибровки и/или с помощью уравнений движения. Это позволяет получить формально разные (с разным числом вспомогательных полей), но эквивалентные лагранжевы формулировки.

Категории: Физика , Физика высоких энергий (теория)