ННІ "Фізико-технічний факультет" Харківського національного університету імені Каразіна відомий як один із найстаріших фізичних осередків країни. За роки повномасштабної війни факультет втратив корпус у П'ятихатках, але зберіг наукову школу, зосередившись на напрямках, які мають конкретний практичний вимір: від діагностики онкозахворювань до ядерної енергетики. SQ розібрався, над чим зараз працює фізтех і яким чином.

Ядерна медицина

Один із пріоритетних напрямків кафедри медичної фізики та біомедичних нанотехнологій - ядерна медицина. Для України це відносно новий напрямок, хоча в Європі він давно є стандартом діагностики.

Суть діагностичного методу - у використанні радіофармпрепаратів: спеціальних сполук із радіоактивними ізотопами, які вводять  в організм і які накопичуються в ураженій тканині. Використовуючи спеціальні апарати – сканери позитронно-емісійної або однофотонної емісійної комп'ютерної томографії (ПЕТ/ОФЕКТ) - лікарі мають змогу буквально побачити, де саме в тілі розвивається патологія.

Директор інституту Пилип Кузнєцов пояснює принцип на конкретному прикладі:

"Скажімо, є захворювання якогось органу. Беремо специфічний білок, який накопичується саме в цій тканині. Кріпимо до нього ізотоп за допомогою спеціальної мітки. Радіофармпрепарат потрапляє в організм, концентрується в потрібному місці - і в ПЕТ-камері лікар бачить усе: геометрію та локалізацію пухлини, ступінь ураження - все видно".

Метод принципово відрізняється від рентгену: випромінювач міститься всередині тіла, а не зовні, що дає набагато детальнішу і точнішу картину. В Європі такий підхід давно працює, охоплений страхуванням і доступний пацієнтам безоплатно. В Україні - лише починає розвиватися.

Пилип Кузнєцов, фото - фізтех

Фізтех вже придбав і очікує постачання сучасного преклінічного сканера. На першому етапі на ньому відпрацьовуватимуть дослідження на тваринах - так відбувається верифікація методик перед клінічним застосуванням. Паралельно факультет планує запустити лабораторію  радіоізотопів, основною задачею якої буде синтез новітніх  радіофармпрепаратів.

"Для цього напрямку потрібна експертиза одразу в чотирьох галузях: фізиці, хімії, біології та медицині. Все це є в університеті", - каже Кузнєцов.

Окремий вектор цього ж напрямку - системи адресної доставки препаратів. Йдеться про нанорозмірні носії, які транспортують ліки безпосередньо до уражених клітин. Такий підхід суттєво підвищує ефективність терапії і знижує побічні ефекти - особливо це актуально в онкології.

Завідувачка кафедри медичної фізики та біомедичних нанотехнологій, членкор НАН Валерія Трусова пояснює: ці два напрямки - ядерна медицина і нанорозмірні носії - логічно доповнюють один одного, бо обидва пов'язані з точним «адресуванням» речовини до конкретної ділянки тіла.

Валерія Трусова, фото - фізтех

Ще один дослідницький вектор кафедри – дослідження молекулярних механізмів розвитку нейродегенеративних захворювань: хвороби Альцгеймера та Паркінсона. Дослідники вивчають, як змінюється конформація білків і як утворюються патологічні структури, що ушкоджують клітини. Мета — знайти підходи до ранньої діагностики та терапії.

Лабораторія кафедри медичної фізики та біомедичних нанотехнологій була знищена прямим влучанням 25 лютого 2022 року - на другий день повномасштабного вторгнення. Разом із нею - обладнання, експериментальна база, роками напрацьована інфраструктура наукової школи.

Корпус фізтеху в Пʼятихатках, квітень-2026, фото - SQ

У перші місяці значну частину роботи перевели в дистанційний формат. Там, де не було доступу до апаратури, перейшли на комп'ютерне моделювання та теоретичний аналіз - це дозволило не зупиняти дослідження повністю. Поступово, в адаптованих приміщеннях в інших корпусах, вдалося частково відновити й експериментальну роботу.

"Деякі методики, що потребують спеціалізованої апаратури або стабільних умов, наразі реалізуються в обмеженому обсязі або потребують залучення партнерської інфраструктури, - каже Валерія Трусова. - Відновлення лабораторної бази - один із наших пріоритетів. Зараз шукаємо фінансування на нове обладнання".

Ключову роль у підтримці роботи відіграла міжнародна співпраця. Завдяки колабораціям з європейськими науковими й клінічними центрами кафедра отримує доступ до сучасної інфраструктури, спільних проєктів і актуальних методик. Це, за словами Трусової, критично важливо і для розвитку ядерної медицини в Україні, і для підготовки фахівців.

Ядерна енергетика і ядерні міні-реактори

Окремий напрямок роботи факультету - ядерна енергетика. За словами Кузнєцова, альтернативи їй людство наразі немає. Фізтех бере участь у цих процесах через кілька каналів: підготовку кадрів для галузі, наукові проєкти з супроводу ядерно-паливного циклу, участь у профільних майданчиках. Кузнєцов є членом Українського ядерного товариства і регулярно бере участь в обговореннях із представниками держави, регулятором і промисловими компаніями.

Конференція "Проблеми сучасної ядерної енергетики", Харків, квітень-2026, фото - фізтех

Появу в Україні ядерних міні-реакторів директор інституту вважає реалістичним сценарієм: прототипи вже існують, стадія лабораторного відпрацювання триває, далі - тестування, ліцензування, масштабування. Україна, нагадує він, входить у трійку європейських лідерів з виробництва атомної енергії після Франції та Великої Британії: атом забезпечує понад 50% електрики в країні.

Квантові обчислення

Паралельно факультет розвиває напрямок квантових технологій. У 2023 році до Харкова приїздив нобелівський лауреат, що спеціалізується на квантових технологіях. Того ж року запрацював Харківський квантовий центр.

Кузнєцов пояснює, чому напрямок важливий саме зараз:

"Кількість даних у світі росте експоненційно. Для їх обробки потрібні потужності, які класичні комп'ютери вже не можуть забезпечити в повному обсязі. Квантові комп'ютери використовують стан суперпозиції - це принципово інший рівень обчислювальної потужності. Над цим працюють Google і IBM. Ми готуємо людей, які розумітимуть цю галузь і зможуть у ній працювати".

Факультет відкрив магістерську програму «Квантові обчислення та квантові технології». Крім класичної бакалаврської програми «Прикладна фізика», є нова освітня програма «Кіберфізичні ядерні технології» з більшим акцентом на програмування фізичних систем, machine learning та аналіз даних - для тих, хто орієнтується на прикладну роботу та стартап-середовище. Попит на таких фахівців стрімко зростає.

Біосумісні покриття та фізика плазми

Окрім ядерної енергетики, медичної фізики та квантових технологій, на факультеті є група, що займається біосумісними покриттями - плівками та матеріалами, які використовуються в медичних імплантах і хірургічних інструментах. Завдання - знайти матеріали, що добре взаємодіють із тканинами людського організму і водночас продовжують ресурс медичного обладнання.

Ще один напрямок - фізика плазми та участь у проєкті Eurofusion, міжнародній програмі з розробки термоядерного синтезу як джерела енергії. За словами Кузнєцова, це – енергетика майбутнього, а розвиток цього напрямку вже зараз стимулює зростання і дотичних високо-технологічних галузей. 

Прикладна наука і місце в університеті

За словами Кузнєцова, якщо подивитися на гранти від Міністерства освіти і науки, які виграв Каразінський університет у поточному році, то переважна більшість проєктів виконуватимуть підрозділи природничого профілю - і значна частина припадає саме на факультети фізичного спрямування.

"Ми розв'язуємо прикладні задачі. Є запит - ми його задовольняємо. Фізтех - це велика частина і рейтингу університету, і його фінансування", - каже він.

Загалом колектив факультету - це близько 100 осіб, включно із сумісниками. На старших курсах практикують залучення фахівців із зовнішніх організацій, які викладають те, чим займаються в реальній роботі, а не за підручником. Також діє формат Visiting Professor - запрошені міжнародні фахівці зараз іноді готові провести курс і без оплати, просто задля контакту з українською аудиторією та науковим середовищем.

Про те, як факультет зберіг команду після початку вторгнення, чому відбудову корпусу в П'ятихатках поставили на паузу і як залучають абітурієнтів у воєнний час - у великому матеріалі  про роботу факультету за посиланням.