Інститут теоретичної фізики ім. М.М. Боголюбова Національної академії наук України є провідним науковим центром України, де здійснюються дослідження фундаментальних природних явищ методами теоретичної і математичної фізики з використанням сучасних обчислювальних засобів і комп’ютерних симуляцій.
Місія інституту ґрунтується на таких положеннях:
- проведення наукових досліджень на світовому рівні і здобуття нових знань, що створюють підґрунтя для зміцнення та розбудови держави;
- підтримка високого рівня освітнього процесу з метою активного залучення молодих вчених до наукових досліджень;
- розвиток наукової інфраструктури;
- інтеграція України до європейського наукового простору;
- популяризація наукових досліджень і наукового світогляду.
Засновником і першим директором інституту був видатний фізик-теоретик і математик
Микола Миколайович Боголюбов.
Протягом 1973-1988 років інститутом керував академік Олександр Сергійович Давидов.
Від 1988 р. по 2002 р. інститут очолював академік Олексій Григорович Ситенко.
Від 2002 р. впродовж 22 років інститут очолював академік НАН України Анатолій Глібович Загородній,
від 2024 р. – почесний директор.
У 2024 р. інститут очолив Сергій Миколайович Перепелиця.
Сергій Миколайович Перепелиця – доктор фізико-математичних наук (2023 р.), старший дослідник (2019 р.), відомий фахівець в галузі теоретичної та обчислювальної біофізики. Запропонував концепцію динамічної іон-фосфатної ґратки ДНК, в рамках якої описав впорядкування металевих та молекулярних протийонів навколо двоспіральних полінуклеотидів. Лавреат премії НАН України імені О.С. Давидова (2023 р.).
Наукові дослідження інституту виконуються за напрямами, затвердженими Постановою Президії НАН України №354 від 18.09.2024:
- фізика високих енергій, астрофізика і космологія, ядерна фізика;
- квантова теорія поля, симетрії в квантовій фізиці, теорія інтеґровних систем;
- квантові матеріали, квантова оптика, квантові технології;
- теорія конденсованих середовищ та нелінійних динамічних систем, нанофізика;
- фізика нерівноважних систем, синергетика;
- фізика мʼякої речовини, біофізика;
- інформаційні технології, машинне навчання та обчислювальні методи в теоретичній фізиці.
Дослідження здійснюються у 7 наукових відділах, до складу яких входять 6 наукових лабораторій і одна наукова група. Роботу наукових відділів . підтримують допоміжні та науково-допоміжні підрозділи. Інститут налічує понад сто наукових працівників і біля двадцяти аспірантів.
Інститут має ліцензію на підготовку докторів філософії за спеціальністю 104 – фізика та астрономія. У 2021 р. освітньо-наукова програма була акредитована, що дає можливість захищати дисертації аспірантам і присуджувати їм науковий ступень доктора філософії з виданням диплому державного зразка.
Від 1999 р. в інституті працює Науково-освітній центр, де була втілена ідея неперервної освіти для обдарованої молоді. Увага центру спрямована на школярів провідних фізико-математичних ліцеїв, студентів та аспірантів, зацікавлених в дослідженнях з теоретичної та математичної фізики. Науково-освітній центр став основою для створення у 2017 р. на базі інституту кафедри теоретичної і математичної фізики (ТМФ) Київського академічного університету (КАУ). Випускники кафедри отримують ґрунтовну підготовку з фізики та математики, на рівні достатньому для вступу в аспірантуру інституту.
У 2021 році у співпраці з кафедрою ТМФ було започатковано Боголюбовську програму стажування в рамках програми академічної мобільності КАУ. В програмі можуть брати участь студенти-магістранти університетів України, які прагнуть поглибити свої знання в галузях фізики, математики, біофізики, комп’ютерних наук і долучитися до виконання досліджень разом з провідними науковцями інституту.
Для координації роботи молодих дослідників у 2009 р. в інституті було відновлено Раду молодих вчених. Вона щорічно проводить конференції молодих науковців «Проблеми теоретичної фізики», які стали традиційними і добре відомими в Україні. Її члени долучаються до організації заходів, важливих для підняття престижу науки в Україні, як то Фестиваль науки, Дні науки тощо.
Інститут є базовою установою Українського фізичного журналу (Ukrainian Journal of Physics), який є виданням Відділення фізики і астрономії НАН України. Журнал засновано в 1956 р. і виходить англійською та українською мовами. УФЖ є загальнофізичним журналом відкритого доступу, що визнаний Європейським фізичним товариством. Головою редакції журналу є Президент Національної академії наук України академік НАН України Анатолій Глібович Загородній.
На базі інституту працює Центр колективного користування «Ресурсний центр для грід- та хмарних технологій» ІТФ ім. М.М. Боголюбова НАН України. Побудована хмарна інфраструктура високої надійності, яка є першим українським ресурсом, інтегрованим в Європейську хмару відкритої науки. Інститут впроваджує в Україні систему розподілених обчислень, що отримала назву грід. Ця система забезпечує наукові установи обчислювальними ресурсами, необхідними для виконання досліджень на сучасному рівні.
Інститут теоретичної фізики АН УРСР (нині Інститут теоретичної фізики ім. М.М. Боголюбова НАН України) створено 1966 року. Ідея заснувати такий інститут належить видатному фізику-теоретику і математику академіку Миколі Миколайовичу Боголюбову. Він і став першим директором Інституту, який нині носить його ім’я.
Створення теоретичного інституту в Києві було подією непересічною і навіть малоймовірною. На той час уже існував Інститут теоретичної фізики АН СРСР у Чорноголовці, тому ініціативу академіка М.М. Боголюбова прохолодно зустріли як в Академії наук СРСР, так і у вищому керівництві Радянського Союзу. Успіху міг досягти лише науковець зі світовими ім’ям і незаперечним авторитетом, яким і був Микола Боголюбов. Надзвичайно важливою виявилася також підтримка президента АН УРСР академіка Б.Є. Патона та керівництва України, зокрема першого секретаря ЦК КПУ П.Ю. Шелеста. Отже, 5 січня 1966 р. Рада Міністрів УРСР прийняла постанову «Про створення Інституту теоретичної фізики АН УРСР», а вже 1970 року під час Рочестерської конференції, однієї з найавторитетніших міжнародних конференцій з фізики високих енергій, було введено в експлуатацію новий корпус Інституту.
Усе, пов’язане зі створенням Інституту, – від вибору майданчика під будівництво нового корпусу та оздоблення його інтер’єру до формування наукових напрямів і добору кадрів – відбувалося за безпосередньою участю академіка М.М. Боголюбова. Саме він визначив основні напрями наукової діяльності Інституту, що концентрувалися навколо теорії елементарних частинок, теорії ядра і ядерних реакцій, теорії твердого тіла і статистичної фізики. Саме М.М. Боголюбов залучив до роботи в Інституті науковців зі світовими іменами, зокрема академіків О.С. Давидова, О.З. Петрова, О.Г. Ситенка, О.С. Парасюка, І.Р. Юхновського, своїх учнів А.Н. Тавхелідзе (майбутнього академіка РАН), Д.Я. Петрину, В.П. Шелеста та інших. Протягом перших семи років свого існування Інститут теоретичної фізики на чолі з академіком М.М. Боголюбовим перетворився на знаний у світі науковий центр, здобутки якого стали добре відомі не лише в Україні, а й далеко за її межами.
Великого значення М.М. Боголюбов надавав розвитку міжнародної співпраці, зокрема організації великомасштабних міжнародних конференцій. Прикладами таких конференцій є 15-та Рочестерська конференція з фізики високих енергій та низка Міжнародних конференцій з теорії плазми. Останні виявилися такими успішними, що дістали назву «Київських» конференцій з теорії плазми і під цією назвою проходили в багатьох країнах світу, повертаючись до Києва у 1976, 1987 та 2006 р.
Протягом багатьох років напрями наукових досліджень, які започаткував академік М.М. Боголюбов, були визначальними в діяльності Інституту. Сьогодні основними серед них є фізика і астрофізика високих енергій, теорія ядра, квантова теорія поля і теорія симетрій, нелінійні явища в конденсованих середовищах і плазмі, кінетична теорія сильнонерівноважних процесів. Нині Інститут теоретичної фізики ім. М.М. Боголюбова НАН України є визнаним авторитетним центром теоретичної фізики і в Україні, і поза її межами.
Хронологія створення наукових підрозділів інституту
Від 1966 до 1973 р. директором Інституту був його засновник академік М.М. Боголюбов. Упродовж 1973–1988 рр. Інститут очолював академік О.С. Давидов, у 1988–2002 рр. – академік О.Г. Ситенко. Від 2002 р. протягом 22 років Інститут очолював академік А.Г. Загородній. У 1992 р. Інституту було присвоєно ім’я його засновника і першого директора академіка М.М. Боголюбова.
При створенні Інституту до його складу увійшли три наукові відділи: математичних методів у теоретичній фізиці (завідувач акад. О.С. Парасюк), теорії ядра (завідувач акад. О.С. Давидов), теорії елементарних частинок (завідувач д-р фіз.-мат. наук А.Н. Тавхелідзе, від 1969 р. – чл.-кор. НАН України В.П. Шелест).
Від жовтня 1966 р. до кінця 1971 р. в Інституті діяв відділ квантової теорії поля і статистичної фізики, головним завданням якого було забезпечення спільних досліджень із закордонними науковими установами та відомими науковцями. 1967 року для підтримки цієї діяльності було організовано Міжнародну вчену раду з дорадчим правом. Завідувачами відділу в різні часи були директор Фізичного інституту Туринського університету проф. Г.В. Ватагін, проф. М. Чіні (Італія), акад. М.О. Марков, чл.-кор. АН СРСР Д.І. Блохінцев, акад. АН УРСР О.З. Петров, доктори фізико-математичних наук Д.М. Зубарєв, М.П. Рекало. У відділі тимчасово працювали багато інших запрошених науковців.
Майже щороку в Інституті формувалися нові відділи або лабораторії:
1968 рік. Створено відділ теорії ядерних реакцій під керівництвом чл.-кор. АН УРСР О.Г. Ситенка (від 1982 – академік НАН України). У 1977 р. його було перейменовано на відділ теорії ядра і ядерних реакцій. В 2001 р. у зв’язку з розширенням тематики досліджень він отримав назву відділу теорії ядра і квантової теорії поля, завідувачем став д-р фіз.-мат. наук Ю.О. Ситенко (від 2014 – професор, від 2018 – чл.-кор. НАН України). Від 2024 р. відділ очолює канд. фіз.-мат. наук Б.Є. Гринюк.
1969 рік. До складу Інституту увійшов відділ статистичної теорії конденсованих систем у Львові під керівництвом д-ра фіз.-мат. наук І.Р. Юхновського (від 1982 – академік НАН України).
1970 рік. Організовано відділ теорії відносності та гравітації під керівництвом акад. АН УРСР О.З. Петрова. У 1972-1974 рр. його очолював д-р фіз.-мат. наук К.А. Пірагас. 1977 року відділ переведено до Українського центру стандартизації і метрології. Цього ж року було створено відділ теорії адронів в Ужгороді, його керівником став д-р фіз.-мат. наук, проф. Ю.М. Ломсадзе. У липні 1979 р. на базі відділу теорії адронів ІТФ АН УРСР і відділу фотоядерних процесів Інституту ядерних досліджень АН УРСР створено Ужгородське відділення Інституту ядерних досліджень АН УРСР, а 1992 р. на базі Відділення створено Інститут електронної фізики НАН України, директором якого став д-р фіз.-мат. наук, проф. О.Б. Шпеник (від 2006 – академік НАН України).
1971 рік. За постановою Президії АН УРСР було організовано Сектор теоретичної біофізики, до складу якого увійшли два відділи – квантової механіки молекул (завідувач д-р хім. наук Ю.А. Кругляк) і квантової біофізики (завідувач канд. фіз.-мат. наук В.І. Данілов), а також лабораторія математичної біофізики (завідувач канд. фіз.-мат. наук О.Ф. Мутилін). Основу цих двох відділів склали співробітники, переведені відповідно з Інституту фізичної хімії ім. Л.В. Писаржевського та Інституту мікробіології і вірусології ім. Д.К. Заболотного. Лабораторію математичної біофізики в 1973 р. було закрито.
Цього ж року відділ теорії ядра (завідувач акад. О.С. Давидов) у зв’язку з розширенням тематики досліджень було перейменовано на відділ теорії багаточастинкових систем.
1972 рік. У складі Сектору теоретичної біофізики створено відділ експериментальної молекулярної біофізики (в.о. завідувача – д-р фіз.-мат. наук Г.М. Баренбойм). 1973 року відділ було закрито.
1973 рік. На базі відділів теорії елементарних частинок та теорії відносності і гравітації створено відділ астрофізики і елементарних частинок, керівником якого став д-р фіз.-мат. наук П.І. Фомін (від 1990 – член-кореспондент НАН України). Від 2007 р. відділ очолює акад. НАН України В.П. Гусинін.
1977 рік. Організовано лабораторію теоретичної молекулярної біології (завідувач д-р фіз.-мат. наук Е.Г. Петров).
1978 рік. На початку року у відділі багаточастинкових систем створено лабораторію структури атомних ядер, яку того ж року було реорганізовано у відділ структури атомних ядер (завідувач д-р фіз.-мат. наук, проф. Г.Ф. Філіппов). 1978 року у відділі математичних методів в теоретичній фізиці створено неструктурну лабораторію теорії нерівноважних систем (завідувач – д-р фіз.-мат. наук В.П. Гачок), яка в 1981 р. набула статусу структурної лабораторії.
Цього ж року на основі групи статистичної фізики створено відділ статистичної механіки під керівництвом д-ра фіз.-мат. наук Д.Я. Петрини (від 2006 – академік НАН України), 1986 року відділ переведено до Інституту математики АН УРСР.
Створено відділ обчислювальних методів у теоретичній фізиці, який очолив д-р фіз.-мат. наук В.Я. Антонченко. Протягом 2012 – 2016 рр. відділом керував д-р фіз.-мат. наук Л.М. Христофоров.
1979 рік. Відділ квантової механіки молекул і лабораторію теоретичної молекулярної біології реорганізовано у відділ квантової механіки молекул (завідувач – д-р фіз.-мат. наук Е.Г. Петров, від 2003 – член-кореспондент НАН України), а у 1987 р. його перейменовано у відділ квантової теорії молекул та кристалів.
1980 рік. На базі частини відділу теорії ядра і ядерних реакцій та відділу квантової біофізики створено відділ квантової електроніки, який до 2003 р. очолював д-р фіз.-мат. наук, проф. І.П. Якименко. Наприкінці 2004 р. до відділу перейшла частина науковців відділу нелінійної фізики конденсованого стану, його керівником став д-р фіз.-мат. наук, проф. Ю.Б. Гайдідей.
Коли у 1980 р. кадровий склад відділу статистичної теорії конденсованих систем у Львові поповнили молоді доктори наук, було утворено ще два наукові підрозділи – відділ теорії розчинів під керівництвом д-ра фіз.-мат. наук М.Ф. Головка (від 2003 – член-кореспондент НАН України) та відділ квантової статистики під керівництвом д-ра фіз.-мат. наук І.О. Вакарчука. Це дало змогу відкрити у цьому ж році Львівське відділення статистичної фізики Інституту теоретичної фізики АН УРСР. У 1990 р. на базі Відділення створено Інститут фізики конденсованих систем НАН України, директором якого став академік І.Р. Юхновський.
1981 рік. У складі відділу астрофізики та елементарних частинок для досліджень процесів множинного народження і кваркової структури адронів створено лабораторію структури елементарних частинок і динаміки їхньої взаємодії (завідувач – д-р фіз.-мат. наук, проф. Г.М. Зінов’єв, від 2012 – член-кореспондент НАН України), у 1982 р. її було закрито.
У відділі теорії ядра і ядерних реакцій створено лабораторію теорії адронних систем (завідувач – д-р фіз.-мат. наук В.Ф. Харченко), яка припинила свою діяльність у 1996 р., і лабораторію квантової теорії випромінювання (завідувач – д-р фіз.-мат. наук І.В. Сименог), яку було закрито в 1982 р.
1982 рік. Створено відділ теорії твердого тіла (завідувач – акад. АН УРСР В.Г. Бар’яхтар) і через рік у його складі організовано лабораторію теорії магнітних явищ, керівником якої став д-р фіз.-мат. наук Б.О. Іванов (від 2009 – член-кореспондент НАН України). У 1985 р. відділ теорії твердого тіла було переведено до Інституту металофізики ім. Г.В. Курдюмова НАН України.
1983 рік. У відділі обчислювальних методів в теоретичній фізиці створено лабораторію математичного забезпечення обчислювального експерименту, якою в різні часи керували кандидати фізико-математичних наук В.А. Широков і М.М. Маковський і яку в 1996 р. було ліквідовано.
З метою розвитку науково-дослідних робіт у галузі фізики високих густин енергії і фундаментальної метрології створено проблемну галузеву науково-дослідну лабораторію фізики високих густин енергії, яку очолив д-р фіз.-мат. наук, проф. Г.М. Зінов’єв (від 2012 – член-кореспондент НАН України). На її основі у 1986 р. створено відділ фізики високих густин енергії (завідувач – Г.М. Зінов’єв). Від 2021 – завідувач відділу – д-р фіз.-мат. наук, проф. М.І. Горенштейн.
1986 рік. У відділі теорії багаточастинкових систем створено лабораторію теорії електронних процесів у молекулярних впорядкованих структурах, яку очолив д-р фіз.-мат. наук Ю.Б. Гайдідей. Упродовж 1987–1993 рр. лабораторією керував д-р фіз.-мат. наук В.М. Локтєв. Протягом 1987–1995 рр. відділ теорії багаточастинкових систем очолював д-р фіз.-мат. наук, проф. Ю.Б. Гайдідей.
1987 рік. У відділі квантової електроніки було створено лабораторію теорії макромолекулярних і дисперсійних систем (завідувач д-р фіз.-мат. наук О.О. Сєріков). У 1996 р. лабораторію було закрито.
1989 рік. Відділ математичних методів у теоретичній фізиці очолив д-р фіз.-мат. наук, проф. А.У. Клімик. Від 2008 р. його очолює д-р фіз.-мат. наук О.М. Гаврилик.
1990 рік. Лабораторію теорії нерівноважних систем реорганізовано у відділ синергетики, який до 2007 р. очолював д-р фіз.-мат. наук, проф. В.П. Гачок. Від 2007 р. відділом керує чл.-кор. НАН України, проф. Б.І. Лев.
1992 рік. Створено відділ прикладних проблем теоретичної фізики, основний склад якого сформувала частина працівників відділу теорії ядра та ядерних реакцій. Протягом 1992–2014 рр. завідувачем відділу був д-р фіз.-мат. наук, проф. І.В. Сименог, 2014–2016 рр. відділ очолював канд. фіз.-мат. наук Б.Є. Гринюк.
1993 рік. Створено відділ математичного моделювання, до складу якого увійшли працівники відділу математичних методів в теоретичній фізиці. Завідувачем відділу став д-р фіз.-мат. наук, проф. М.С. Гончар.
Цього ж року на основі лабораторії теорії електронних процесів у молекулярних впорядкованих структурах створено відділ теорії нелінійних явищ в конденсованих середовищах під керівництвом д-ра фіз.-мат. наук, проф. В.М. Локтєва. 1995 року до цього відділу було переведено науковців відділу теорії багаточастинкових систем. У зв’язку з розширенням кадрового складу і, відповідно, тематики наукових досліджень відділ теорії нелінійних явищ в конденсованих середовищах 1998 р. було перейменовано у відділ нелінійної фізики конденсованого стану (завідувач – д-р фіз.-мат. наук, проф. В.М. Локтєв, від 2003 – академік НАН України).
1996 рік. На базі частини відділів теорії ядра і ядерних реакцій та квантової електроніки створено відділ теорії та моделювання плазмових процесів, який очолив д-р фіз.-мат. наук, проф. А.Г. Загородній (від 2006 – академік НАН України).
1999 рік. З метою залучення талановитої молоді до наукової роботи в Інституті створено Науково-освітній центр, що працює за системою неперервної фізико-математичної освіти для школярів фізико-математичних ліцеїв та студентів фізичних і математичних факультетів, зацікавлених у вивченні додаткових розділів фізики поза стандартною шкільною та університетською програмами. Координатор центру – канд. фіз.-мат. наук В.М. Шадура.
2007 рік. У складі відділу фізики високих густин енергії створено лабораторію грід-обчислень у фізиці (завідувач – д-р фіз.-мат. наук Є.С. Мартинов).
2011 рік. Створено лабораторію астрофізики і космології у складі відділу астрофізики і елементарних частинок (завідувач – д-р фіз.-мат. наук Ю.В. Штанов) та лабораторію сильнокорельованих низьковимірних систем у складі відділу нелінійної фізики конденсованого стану (завідувач – д-р фіз.-мат. наук С.Г. Шарапов). Цього ж року організовано відділ технічного забезпечення інформаційних комп’ютерних систем, 2012 р. його об’єднано з відділом науково-технічної інформації і перейменовано у відділ комп’ютерного забезпечення наукових досліджень і науково-технічної інформації (завідувач – канд. техн. наук С.Я. Свістунов).
2013 рік. У складі відділу математичних методів в теоретичній фізиці створено лабораторію інтегровних систем (завідувач – д-р фіз.-мат. наук М.З. Іоргов).
2016 рік. В Інституті відбулися структурні зміни, зокрема такі. Відділ квантової електроніки і відділ теорії нелінійних явищ в конденсованих середовищах було об’єднано у відділ теорії нелінійних процесів в конденсованих середовищах. У складі відділу створено лабораторію біофізики макромолекул (завідувач д-р фіз.-мат. наук С.Н. Волков). Завідувачем нового відділу став д-р фіз.-мат. наук Ю.Б. Гайдідей. Від 2019 року завідувач відділу – Л.С. Брижик.
Відділ обчислювальних методів в теоретичній фізиці приєднано до відділу квантової теорії молекул і кристалів. У зв’язку з поповненням відділу новими співробітниками він отримав назву нову назву – теорії квантових процесів у наносистемах (завідувач чл.-кор. НАН України Е.Г. Петров).
Відділ прикладних задач теоретичної фізики приєднано до відділу теорії ядра і квантової теорії поля (завідувач д-р фіз.-мат. наук, проф., чл.-кор. НАН України Ю.О. Ситенко).
Відділ структури атомних ядер переведено до відділу теорії ядра і квантової теорії поля як неструктурну лабораторію (завідувач лабораторії д-р фіз.-мат. наук, проф. Г.Ф. Філіппов).
Відділ математичного моделювання переведено до відділу синергетики як неструктурну лабораторію (завідувач лабораторії д-р фіз.-мат. наук, проф. М.С. Гончар). До відділу синергетики також увійшов відділ теорії та моделювання плазмових процесів.
2020 рік. Закрито лабораторію грід-обчислень у фізиці у зв’язку з виконанням покладених на неї завдань.
2024 рік. У відділі синергетики групу квантової оптики і квантової інформації (керівник групи – д-р фіз.-мат. наук А.О. Семенов).