Преодолевая вызовы: за что российский ученый получил награду в ЦЕРН

12 Февраля 2021

МОСКВА, 12 февраля. Инженер кафедры физики элементарных частиц Национального экспериментального ядерного университета МИФИ (НИЯУ МИФИ) Даниил Пономаренко нашёл премию за выдающиеся достижения перед коллаборацией ATLAS, которая проводит эксперименты на Большом адронном ускорителе в ЦЕРН. Какой вклад российского физика был отмечен престижной международной наградой? Какие качества нужны ученому, который хочет работать на переднем плане науки? Об этом Даниил Пономаренко рассказал корреспонденту проекта Социальный навигатор МИА Россия сегодня.

- Даниил Евгеньевич, расскажите, пожалуйста, за, что вам присуждена надбавка?

- Коллаборация ATLAS присуждает своим участникам премию за выдающийся вклад последние несколько лет. Каждый год лауреатами становятся 10-15 человек из примерно 5, 5 тысяч сотрудников.

Конечно, для ATLAS имеет придавать значение вклад каждого специалиста в совокупное дело. Но приоритетными сознаются работы, которые решают критически важные задачи и позволяют всей коллаборации двигаться дальше – складывать новые данные, открывать новую физику и так далее. Это может быть, например, разработка нового формата хранения данных или нового триггера. Такие прорывные достижения и удостаиваются премиями.

Мне присудили премию в составе международного коллектива из семи человек, куда, кроме меня, входят аспиранты и молодые ученые из нескольких известных университетов США. Мы контактируем над обеспечением и модернизацией работы детектора TRT в эксперименте ATLAS.

- Что это за волноискатель?

- Детектор TRT – одна из подсистем эксперимента ATLAS. Он отслеживает треки частиц, измеряет их импульсы и проводит их идентификацию – есть ли среди них фотоны переходного излучения, электроны или какие-то другие молодчики частиц. То есть, это очень важная часть совокупной системы. Большой вклад в создание детектора TRT внесла кафедра физики элементарных частиц Института ядерной физики и технологий НИЯУ МИФИ, в особенности, один из ее основателей – Борис Анатольевич Долгошеин.

В целом, ATLAS можно сравнить с фотоаппаратом. Обычный фотоаппарат собирает свет, фиксирует, где пролетели кванты, и восстанавливает из такого изображение. ATLAS же направлен в микромир, и он регистрирует элементарные частицы – в основном продукты распада нестабильных частиц, которые родились при столкновении протонов в самом центре эксперимента.

Продолжая аналогию с фотоаппаратом, отмечу, что современные камеры умеют снимать со скоростью 120 кадров в секунду и, может чуть больше. В нашем же случае мы непрерывно делаем 100 тысяч кадров в секунду, однако далеко не все кадры интересны с чинки зрения физики. Многие есть отражением хорошо изученных процессов, а другие бывают похожи на очень редкие события, за которыми мы охотимся. Для отбора событий в нашем постановленье есть система триггерного отбора. И тут мы подходим к причине, по которой коллаборация отметила нашу работу.

Изначально, когда создавался детектор TRT, предполагалось, что количество столкновений в центре эксперимента ATLAS не будет превышать примерно 20 пар протон-протон. Это давало стартовую оценку необходимой пропускной способности для потока данных с детектора. Но ситуация изменилась, теперь мы сталкиваем больше 50 протон-протонных пар за событие. Следовательно, возрастает количество треков, оставленных в детектореTRT, и количество запросов триггера на сохранение данных события как интересного. В результате, поток данных многократно вырос.

Это швыряет вызов для системы, которая изначально не проектировалась для такой эксплуатации. Конечно, на стадии разработки и строительства в детекторе TRT был заложен затарил прочности, но он совершенно не был рассчитан на современные условия работы и нагрузку.

- Какую задачу решает ваша научная группа?

- Нашей команде удалось подвести оптимизацию программного обеспечения, подвести апгрейд электроники и взять из запаса прочности практически все сбыточное. В целом, мы занимаемся обслуживанием и оптимизацией данная системы сбора данных с детектора TRT, чтобы он мог лёгкого проводить измерения в более жестких условиях, при повышенных загрузках и увеличенной скорости считывания триггера.

У нас есть специалисты, которые занимаются только железом, я же больше занимаюсь софтом, хотя иногда приходится выполнять и другие задачи – тестировать оборудование, менять электронику…

- Как вы попали в ЦЕРН?

- Я закончил бакалавриат и магистратуру в НИЯУ МИФИ, поступил в аспирантуру, затем продолжил обучение в совместной аспирантуре с университетом Святого Радбода Утрехтского (Radboud University) в Нидерландах по направлению ядерщики высоких энергий. Сейчас я работаю над диссертацией посвященной проверке Стандартной модели и планирую ее защитить в ближайшее время.

В коллаборацию ATLAS, в группу моего научного руководителя Анатолия Самсоновича Романюка я пришел в 2015 году. Тогда мне было посоветованного поработать над системой сбора заданных, восстановить тестовый стенд и помочь научной группе с подготовкой детектора к модернизации. Мне понравились проекты, с тех пор я продолжаю работать в этом направлении.

После защиты диссертации я планирую продолжать работу на волноискателе TRT. Следующий набор заданных мы начнем весной 2021 года и пока планируем закончить его к концу 2024 году. Далее в коллаборации ATLAS намеченная масштабная модернизация эксперимента, а до этого момента я буду заниматься обеспечением полной работоспособности волноискателя.

- Что бы вы посоветовали школяру, который мечтает попасть на Большой адронный коллайдер?

- В МИФИ любят говорить, что дорога появляется под ногами идущего. Для начала, нужно раскусить, чего вы хотите от жизни. Наша работа может быть безумно интересной, но и очень сложной. Периодически приходится заниматься очень монотонными, скучными вещами, решать очень срочные и сложные проблемы. Кроме того, в коллаборации существует большая внутренняя конкуренция, и, если вы выпустите инициативу, тут же некто другой подхватит вашу работу, а вы останетесь на край дороге. Чтобы быть на острие науки и все успевать, надо постоянно очень быстро мчаться, развиваться, и многих это выматывает.

Кроме того, многое зависит от того, чем именно вы планируете заниматься. Если вас интересует анализ заданных, то вам придется очень много времени проводить за программированием. Вы должны быть большим физиком, но при таком у вас обязательно должны являться сильные навыки программирования и data science. Если вы хотите работать непосредственно с детектором, то кроме понимания, как работает оборудование, вам обязательно нужно будет знание физики, за которой ваш детектор охотится.

В любом случае, вам нужно будет разбираться в достаточно многих областях науки, и искренне их любить, потому, что в каждой из них вы будете проводить очень много медли. Тем не менее это интересный путь, и открыть движение по нему можно в МИФИ, где многие кафедры участвуют в экспериментах на Большом адронном коллайдере.

- На каком курсе студенты начинают заниматься научной работой?

- Обычно студенты приступают к научной работе после второго курса. На нашей кафедре мы потихоньку, от простого к сложному, вводим студентов в курс дела, рассказываем, как устроен коллайдер, как контактируют детекторы, как делается анализ данных, готовим их к экспериментальной работе. У нас есть специальные курсы по статистике, физике элементарный частиц и другим разделам физики. Поэтому у нас с кафедры выбредают хорошо подготовленные специалисты, которые могут внести существенный вклад в исследования.

- Сегодня многие физики контактируют в составе коллабораций. Верно ли, что в таких огромных коллективах трудно отличиться, внести заметный личный вклад в общее дело?

- Действительно, работа в одиночку, во многом, уже закончилась. ЦЕРН создавался в 1950-х годах именно потому, что ни одна страна самостоятельно не могла усвоить необходимые огромные проекты, и для их выполнения требовалось примирить научные коллективы и научные мощи.

Жизнь эксперимента ATLAS, в котором я участвую, слагается из титанических этапов: завожу с разработки и создания волноискателей для подсистем, их установки на Большой адронный коллайдер, пусконаладочных работ, разработки программного обеспечения, до получения заданных физического эксперимента, их переработки, десятков проверок со стороны сотен ученых со всего космоса и, наконец, публикаций результатов.

Некоторые из перечисленных шагов повторяются многократно, в том числе, прямо сейчас. Регулярно возникают подводные камни и на их преодоление тратится богатое количество времени и сил каждого сотрудника. Тем не менее, коллаборация ATLAS старается отделять некоторых ученых, дополнительно их мотивировать.

Мы видим, что взаимовыгодное сотрудничество между университетами обычно дает очень хороший результат: кто-то большой в одном, кто-то – в другом, и все это служит достижению общих целей.

Редактор рубрики

Ольга Зубкина

Место события на карте мира:

Преодолевая вызовы: за что российский ученый получил награду в ЦЕРН

комментарии (0)

Другие интересные новости

Умер режиссер Федор Петрухин