Синергія теорії та атомістичного комп’ютерного моделювання – актуальний тренд дослідження конденсованої речовини на мікрорівні. Керівництво Академії відвідало Інститут фізики конденсованих систем імені І.Р. Юхновського НАН України у Львові

4 червня 2026 року Інститут фізики конденсованих систем (ІФКС) імені І.Р. Юхновського НАН України відвідало керівництво Національної академії наук України. До складу делегації увійшли Президент НАН України академік НАН України А.Г. Загородній, перший віцепрезидент НАН України, голова секції фізико-технічних і математичних наук академік НАН України В.Л. Богданов, академік-секретар Відділення фізико-технічних проблем матеріалознавства НАН України, директор Інституту електрозварювання ім. Є.О. Патона НАН України академік НАН України І.В. Крівцун, голова Західного наукового центру НАН України та МОН України, директор Фізико-механічного інституту ім. Г.В. Карпенка НАН України академік НАН України З.Т. Назарчук. Делегацію зустріло керівництво ІФКС ім. І.Р. Юхновського НАН України, відбулася зустріч із колективом інституту.

Директор інституту член-кореспондент НАН України Т.М. Брик зробив короткий історичний екскурс у становлення та розвиток інституту та ґрунтовну доповідь про його діяльність протягом 2020-2025 років.

ІФКС ім. І.Р. Юхновського НАН України входить до складу Відділення фізики і астрономії НАН України. Основними науковими напрямами діяльності Інституту є: статистична теорія конденсованих систем; комп’ютерне моделювання процесів у твердих тілах та м’якій речовині; фізика складних систем. Кадрове забезпечення наукових відділів відповідає вимогам НАН України. Спостерігається тенденція до збільшення частки кадрів вищої і найвищої кваліфікації. Так, відсоток працівників з науковими ступенями (доктори, кандидати наук і доктори філософії) в наукових підрозділах Інституту складає 98,3%, зокрема докторів наук – 44 %. Інститут традиційно є відносно «молодим» за віком своїх працівників. Кількість молодих вчених (разом з аспірантами) складає орієнтовно 30%. Середній вік завідувачів наукових відділів – 53 роки, докторів наук – 61 рік.

Важливим досягненням інституту є виграні конкурсні наукові проєкти, зокрема Національного фонду досліджень України (НФДУ). Це призвело до того, що в 2026 році спеціальний фонд фінансування за обсягом практично зрівнявся із загальним фондом. На жаль, обсяг загального фонду покриває лише 65% заробітної плати від потреби при повній зайнятості працівників.

Ще одним важливим здобутком інституту є розвиток інфраструктури, зокрема створення Міждисциплінарного центру комп’ютерного моделювання (МЦКМ). В рамках інфраструктурного проєкту НФДУ в 2025 році побудовано та введено в експлуатацію новий обчислювальний кластер з 1632 CPU ядер та 123 тисяч GPU ядер. Стандартні тести продуктивності дали показник в 43.9 терафлопс, що дозволяє вважати його одним із найпотужніших в Україні. Новий кластер є складовою частиною МЦКМ, який планує стати центром колективного користування. На 2026 рік заплановано подальше збільшення потужностей кластера.

Інститут має ліцензію МОН України для провадження освітньої діяльності на третьому (науково-освітньому) рівні вищої освіти за спеціальністю 104 – фізика та астрономія. У березні цього року пройшла чергова акредитація освітньо-наукової програми експертами НАЗЯВО. При Інституті працюють дві філії кафедр НУ «Львівська політехніка», крім того працівники інституту проводять викладацьку роботу в ЛНУ імені Івана Франка та Українському католицькому університеті. Інститут є учасником Міжнародного коледжу докторантів зі статистичної фізики складних систем у складі: ІФКС, Університети Ковентрі (Великобританія), Лотарингії (Нансі, Франція) та Ляйпциґа (Німеччина).

Результати досліджень та публікаційна активність працівників Інституту відповідають стандартам високого рівня. Протягом останнього п’ятирічного періоду на одного працівника в середньому припадає на рік одна стаття в журналах, що індексуються базами даних Web of Science та Scopus. Гірш-фактор Інституту: Web of Science – 60 та Scopus – 64. Важливим досягненням є публікація статей в журналах із високим імпакт-фактором, зокрема, в Nature, Nature Com., PNAS, Phys.Rev.Lett., etc. В Українському національному рейтингу за індексом Гірша впродовж декількох років інститут стабільно займає 42 позицію. За результатами як державної атестації наукових установ (атестаційна оцінка – 77), так і за методикою оцінювання установ НАН України інститут та всі його наукові структурні підрозділи віднесені до найвищої категорії А.

Завідувач відділу статистичної теорії конденсованих систем д.ф.-м.н. Максим Дудка представив основні наукові напрямки діяльності відділу, який є історично першим науковим структурним підрозділом. Розвиток аналітичних методів у теорії фазових переходів був започаткований ще засновником інституту академіком НАН України І.Р. Юхновським. Протягом останніх років в цьому напрямку здійснено опис поведінки плинів у надкритичній області та поблизу критичної температури в рамках коміркової моделі; досліджено впорядкування іонної рідини в ультратонкій плоскій порі; здійснено опис скінченно-розмірного скейлінгу вище верхньої критичної вимірності. Серед інших наукових напрямків можна виділити дослідження статичної та динамічної критичної поведінки структурно невпорядкованих систем, а також дослідження конформаційних властивостей полімерних макромолекул. Серед задач, що стосуються складних систем, досліджено: модель Поттса з невидимим станами на безмасштабній мережі; закони скейлінґу в задачі про бризки і вибух в одновимірному більярді; час адаптації популяцій в моделі з летальними генотипами; мережі наративів билин київського циклу; проведено емпіричний аналіз та моделювання мережі наукових концепцій фізики; а також аналіз міграційних потоків із допомогою діаспорної моделі.

Завідувач відділу теорії м’якої речовини д.ф.-м.н. Тарас Пацаган надав інформацію про наукову діяльність відділу, яка зосереджена на теоретичному описі та комп’ютерному моделюванні складних рідин, колоїдних, полімерних і біомолекулярних систем, зокрема в умовах просторового обмеження. Одним із основних наукових напрямків є дослідження термодинамічних властивостей і фазової поведінки рідин у пористих, наноструктурованих та інших неоднорідних середовищах. Об’єктами досліджень є іонні рідини, нематичні системи, плямисті колоїди, полімери, біомолекули та інші системи м’якої речовини. Для їх опису розвиваються і застосовуються асоціативна теорія, термодинамічна теорія Вертгайма, теорія масштабної частинки та методи комп’ютерного моделювання. Отримані результати дають змогу встановити вплив геометрії обмеження, специфічних міжчастинкових взаємодій, асоціації, адсорбції та зовнішніх умов на фазові переходи, агрегування і формування впорядкованих структур. Важливе місце займають дослідження структурних і динамічних властивостей плинів у просторових обмеженнях. Останніми роками у відділі розвиваються нові напрямки, пов’язані з атомістичним моделюванням і методами машинного навчання. Зокрема, проводяться дослідження хелатування іонів важких металів у водному середовищі, а також машинне навчання використовується для молекулярного дизайну, докінгу та дослідження комплексоутворення білків.

Завідувач відділу квантової статистики д.ф.-м.н. Тарас Верхоляк представив вибрані наукові результати, що стосуються класичних і квантових спінових моделей, зокрема, малої вимірності та за наявності фрустрацій, теорії сильно скорельованих систем, дослідження фероелектричного впорядкування та інших властивостей фероелектричних кристалів, в т.ч. – нанорозмірних. Зокрема, метод інтерполяції високотемпературних розвинень поширено на теорію фрустрованих квантових магнетиків. Отримані розв’язки використано для пояснення властивостей складних квантових магнетиків та інтерпретації наявних експериментальних даних. Пріоритетні результати отримано в нерівноважній теорії фотоелектронних емісійних спектрів, спектрів поглинання та непружного розсіяння світла і Х-променів із часовим розділенням. Актуальним напрямком досліджень також є вивчення фізичних особливостей прояву діелектричних, оптичних, нелінійно-оптичних властивостей кристалів при переході від макроскопічних об’ємних матеріалів до нанорозмірних одновимірних структур. Здійснено теоретичний і експериментальний пошук нових композитних матеріалів, складених із «материнської» пористої матриці Si та SiO2 і впровадженими до її пор різноманітних нанорозмірних діелектричних та фероелектричних кристалів.

Здобутки відділу комп’ютерного моделювання багаточастинкових систем представив завідувач відділу д.ф.-м.н., проф. Ярослав Ільницький. Тут дослідження спрямовані на розробку і застосування широкого спектру методів комп’ютерного моделювання (від квантово-механічних до мезоскопічних) та теоретичних підходів до опису статистичної поведінки систем багатьох частинок. Зокрема, проводяться: квантово-механічне та атомістичне моделювання динамічних властивостей рідин та поведінки систем в екстремальних умовах; комп’ютерне моделювання властивостей макромолекул, їх конформаційних змін і контрольованої адсорбції, в т.ч. для медико-фізичних проблем; дослідження релятивістичних ефектів в електродинаміці. До основних результатів, отриманих за останній період, слід віднести: системний опис динамічної поведінки рідин, сплавів та склоподібних систем, зокрема в’язкопружних властивостей та явища «швидкого звуку» (теорія і моделювання); встановлення особливостей структури металів при екстремальних температурах і тисках квантово-механічним моделюванням (металічний водень); передбачення оптимальної мікроструктури фоточутливих полімерних адсорбентів для селективної адсорбції ліпопротеїнів низької щільності; дослідження впливу полімерних ліґандів на форму перовскітних нанокристалів із метою їх подальшого використання в органо-електроніці та інших застосуваннях; моделювання ефективності термочутливих мікроструктурованих «розумних» поверхонь, виготовлених методом фото-літографії, для сортування клітин.

Значний інтерес викликав виступ завідувача новоствореного відділу «Центр інформаційно-комунікаційних мереж «Уарнет» к.ф.-м.н. Ігоря Процикевича.

У зв’язку з прийняттям Закону України про реорганізацію державних підприємств Постановою Президії НАН України № 205 від 18 червня 2025 р. Державне підприємство НТЦ «Уарнет» було припинене шляхом приєднання до ІФКС ім. І.Р. Юхновського НАН України. Процедура приєднання завершилася 25 травня 2026 року. Основними завданнями відділу стали: обслуговування Академічної мережі обміну даними (АМОД) НАН України та надання телекомунікаційних послуг для установ НАН України, закладів освіти і науки та бюджетних організацій. АМОД НАН України, оператором якої є «Уарнет» і охоплює 109 установ НАН України, є віртуальною мережею, побудованою на основі виділеного сегменту ІР-адрес. Для підвищення безпеки АМОД пропонується новий підхід – створення Єдиного цифрового простору (ЄЦП), а саме – віртуальної локальної мережі, де всі установи НАН України будуть включені в єдину комутаційну інфраструктуру, яка забезпечить послугу обмін трафіком між всіма учасниками АМОД на швидкості 1-10 Гб/с. При цьому всі учасники АМОД не будуть включені в один «фізичний» комутатор, а буде віртуальний комутатор-обмінник, який забезпечуватиме обмін трафіком між учасниками АМОД і доступ до глобального публічного Інтернету. Створення ЄЦП дасть можливість надійного захисту від ДДОС-атак, вірусів та інших дій кіберзлочинців. У виступі Ігоря Процикевича також розглядалися питання оптимізації витрат на електроенергію, деякі інші проблемні питання, які потребують вирішення на рівні Президії НАН України.

В обговоренні заслуханих доповідей взяли участь академіки НАН України А.Г. Загородній, І.В. Крівцун та З.Т. Назарчук. Так, А.Г. Загородній відзначив високий рівень і актуальність досліджень, що проводяться в інституті. Зауважив, що кадровий склад інституту за останні роки суттєво оновився та побажав і надалі проводити активну діяльність, спрямовану на залучення молоді. І.В. Крівцун високо оцінив наукові проблеми, які розглядаються в інституті, зауваживши, що вони можуть викликати зацікавлення зі сторони інститутів Відділення фізико-технічних проблем матеріалознавства НАН України. З.Т. Назарчук, відзначивши високий рівень міжнародної співпраці, побажав більш наполегливо розвивати співробітництво з науковими установами НАН України.