Сложные установки в Институте ядерной физики им. Г. И. Будкера СО РАН собирают физики-практики, умные концепции и модели формулируют физики-теоретики. А Евгений Коваленко, аспирант 3-го курса, нашел для себя золотую середину и занимается обработкой данных. Его специализация — физика элементарных частиц. О том, чем Евгений занимается в институте, почему выбрал ИЯФ и что у физиков «в сердечке», читайте в интервью.
— Чем вы занимаетесь в ИЯФе?
— Моя область — физика элементарных частиц, или, если точнее, физика высоких энергий. На установках мы получаем разные данные, и они дают огромное количество информации. Я занимаюсь анализом данных эксперимента, который проводился в Японии в конце 1990-х и в начале 2000-х. Сейчас там с 2018-го идет эксперимент «Бэлль-2» (Belle II), это улучшенная версия прошлого исследования. Когда у вас терабайты данных, маленькие эффекты просто так заметить не получится. Но когда вы знаете, в каком направлении копать, то можете сделать выборку и потихонечку изучать, что вам нужно. Для этого, конечно, надо разбираться и в теории, и в работе установки. Я преимущественно работаю с переходами между состояниями боттомония, это связанные состояния b- и анти-b-кварков. Не считая изучения физических процессов, наша лаборатория отвечает за электромагнитный калориметр «Бэлль-2», измеряющий энергию фотонов и электронов, рождающихся при столкновении пучков.
— Как вы пришли в ИЯФ?
— В ИЯФе раньше работала моя сестра. Когда на втором курсе я выбирал тему для курсовой работы, для меня было естественно пойти в этот институт. Потом надо было определиться с кафедрой, я выбрал физику элементарных частиц. С одной стороны, можно сказать, пошел по стопам сестры, с другой стороны, это самая сложная кафедра. Когда вы проходите через самую сложную кафедру, то закаляетесь. Если вы пережили такое, всё остальное будет преодолимо. Пожалуй, я люблю сложности.
— В школе вас интересовала физика?
— Я пошел туда, где мне нравилось. Я сначала учился в общеобразовательной школе. Потом понял, что это не очень перспективно и перебрался сначала в первую гимназию в специализированный класс, а затем в ФМШ. Обучение в ФМШ почти наверняка означает, что вам нравится либо математика, либо физика, либо химия, я вот по физике. Потом особо даже не размышлял, пошел на физфак НГУ. Такой незамысловатой дорогой оказался в ИЯФе.
— В школе были эксперименты или исследования? С чего всё начиналось?
— Один раз я пришел на спецкурс в ФМШ, где разбирали олимпиадные задания экспериментальной части. Там нужно было что-то делать руками. Посидел на одном занятии где-то полчаса и понял, что глубоко экспериментальная физика, мастерить руками установки — это не мое. В то время я думал, что существуют только экспериментаторы и теоретики, и считал себя теоретиком, пока не пришел в ИЯФ. Услышав здесь настоящие теории из физики элементарных частиц, понял, что это, конечно, интересно и важно, но я не готов заниматься только теорией. Тогда для меня открылась золотая середина в виде анализа данных.
— Для чего нужен анализ этих данных?
— Это хороший вопрос… Грубо говоря, это просто наше человеческое любопытство, потому что прямого жизненного применения физики высоких энергий пока нет. Это позволяет исследовать фундаментальное строение мира.
У нас есть библиотека, где все результаты исследований хранятся. Они могут использоваться для тестирования существующих моделей, описывающих разные взаимодействия. К тому же может быть несколько моделей описания одного и того же. Делая новые измерения, вы можете эти модели уже с чем-то сравнивать, понимать их применимость.
— Что для вас самое интересное в работе? Чтобы прямо «в сердечке»? У меня, например, прийти на интервью в институт — «в сердечке», а писать текст — нет.
— Да, у меня тоже тексты писать не «в сердечке»… А научные статьи писать надо, и иногда это затягивается. Особенно в группах, а мы работаем в коллаборации международной: то есть это международное сотрудничество, когда много государств принимают участие в эксперименте на японской установке. Все они вносят вклад в работу, поэтому статью ты пишешь, по сути, от лица всего международного коллектива. Это накладывает определенные требования к качеству не только смысловой части, но и самого текста, и подготовка материала иногда занимает много времени.
В анализе самое интересное, конечно, обнаружить эффект, свой сигнал например. Понять, чему он равен, увидеть, согласуется ли он с ожиданиями или нет. Это занимает один крохотный момент всей работы над анализом, потому что нельзя просто взять, посмотреть на данные и объявить о результате. Нужно учитывать множество эффектов, делать это аккуратно, избавиться от фона. Потом еще есть систематические погрешности и так далее. Всё зависит от анализа. У кого-то он занимает год, у кого-то пять лет. Это не значит, что человек медленно работает, просто приходится глубоко погружаться.
Важно делать всё профессионально, иначе у твоего результата не будет научной ценности. Еще хуже, если ты из-за ошибки кого-нибудь введешь в заблуждение.
— Что значит работать профессионально?
— Нельзя, чтобы ваши ожидания сказывались на процессе. Это в анализе данных самое главное: не подтягивать результат под то, чего ты хочешь. Нужно делать измерения с мыслью, что неважно, какой результат получится, и аккуратно учитывать все нюансы, вне зависимости от того, согласуется ли результат с ожиданиями.
Евгений Коваленко
— Есть ли у вас хобби?
— Не знаю, есть ли что-то достойное упоминания. Так, если по-человечески, то почитать люблю, посмотреть какие-нибудь фильмы, поиграть в компьютерные игры.
— Можете ли порекомендовать какую-нибудь книгу?
— Ну, так сходу не придумаю. По жанру мне нравится фантастика и фентэзи. Из последнего — книги Ника Перумова.
— Есть впечатление, что ваша профессия приближает вас к этим фантастическим мирам?
— Наверное, не особо. Моя работа в другие миры нас не отправит. Конечно, мы тут не совсем бесполезными и абстрактными вещами занимаемся. Пока мы решаем наши вопросы, потихоньку появляются технологические решения, которые перекочевывают в повседневную жизнь. Те же современные рентген-аппараты, некоторые из них пришли из ИЯФа. В целом то, что мы создаем, те методики, которые используем для наших экспериментальных задач, всё это выходит за рамки чисто научной, так скажем, среды. Но именно результаты, которые мы получаем, анализируя что-то на наших установках, непосредственно использовать пока нельзя. Это фундаментальная физика, понимание мира. Очень интересно — но это чисто научный интерес.
— А сама физика частиц не воспринимается как какой-то фантастический мир?
— Это хороший вопрос. Ну да, физика частиц заставляет мозги закипать, когда сталкиваешься с ней впервые. Однако, изучая теорию, эксперименты, ты проделываешь путь, который до тебя проделали другие исследователи. Ты видишь все эти теории, предсказания и эффекты, которые реально в мире наблюдаются и широко используются. Переход от классической физики к квантовой поначалу звучит как магия. Хотя мир показывает, что это вовсе не волшебство. Всё действительно так работает, даже если кажется, что это нереалистично.
— Есть ли у вас любимая частица?
— Пусть будет фотон. Во-первых, всё, что мы видим, — благодаря фотонам. Многое из того, чем мы пользуемся, — благодаря фотонам. И фотоны можно легко регистрировать. Мы буквально сейчас это делаем глазами.
— А у вас есть какой-нибудь любимый физический факт и эксперимент?
— Сложно сказать, что любимый, но иногда вспоминается, например, что всё пронизано элементарными частицами. Через нас, например, в секунду проходят десятки элементарных частиц, насквозь пролетают, может, даже немножко радиации оставляют, немножко нас нагревают. А мы даже не подозреваем! Некоторые частицы всю Землю насквозь пролетают.
— О чем вы мечтаете?
— Наверное, хотелось бы дожить до момента, когда исследователи научатся кардинально продлевать жизнь. Конечно, в нашем детстве это было фантастикой. Сейчас, возможно, всё еще остается фантастикой, увы. То есть дело в том, чтобы не просто улучшить качество жизни и дожить, скажем, до 120 лет. Мечтается увидеть качественный прорыв. Возможен ли он, будет ли он, это, конечно, вопрос.
— Это из научного интереса или просто хочется жить подольше?
— Подольше, конечно. Особенно как любителю фантастики. Представляете, ты бессмертен — летай везде, изучай Вселенную. Всё-таки Вселенная гигантская. Я считаю, наверняка где-то существуют другие цивилизации. Правда, до них не долететь никогда, но они, думаю, есть. Было бы интересно полетать, поизучать. Когда у тебя бесконечное время, то и очень долгие перелеты не будут чем-то невозможным. Возникает много вопросов насчет психологического состояния и тому подобное, но это уже другая сторона.
— Если человек собирается поступить на физфак, изучать ядерную физику и пойти в вашу область, что вы ему посоветуете?
— Наверное, не сдаваться, потому что иногда это тяжело. Особенно у нас, не зря это считается одной из самых сложных кафедр. Нас начинало, по-моему, человек двенадцать на бакалавриате, а магистратуру закончили, кажется, четверо. Кто-то устает, нагрузки немаленькие. Нужно не забывать отдыхать, безусловно, не посадить здоровье — но это относится ко всем студентам НГУ. Про хорошее самочувствие не стоит забывать. Некоторые у нас уставали и просто брали академ, это хорошая возможность, в этом нет ничего зазорного, иногда стоит отдохнуть, если обстоятельства позволяют.
— А что вам позволило не сдаться, когда было тяжело?
— Лично у меня какой-то мысли сдаться не мелькало. Было просто тяжело, но не до такой степени, чтобы бросить. Но кафедра однозначно сложная, нужно иметь некоторую выдержку и быть готовым к тому, что будет непросто.
— Как у преподавателя и репетитора, есть какой-нибудь личный секрет, как заинтересовать физикой? Можно ли как-то затащить человека, или это просто кому-то интересно, кому-то нет?
— Физика хороша тем, что есть очень много неожиданных примеров ее проявления. Просто оглянитесь вокруг — везде физика. Есть много разных красивых опытов и просто интересных фактов, которые объясняются физикой, разные необычные вещи. Лично я, правда, такими вещами не промышлял. У нас на физфаке курс есть, где преподаватель показывает эксперименты. Разливать жидкий азот было весело.
Подготовили студентки отделения журналистики Гуманитарного института НГУ Полина Червонина, Елизавета Койнова для спецпроекта «Мастерская “Науки в Сибири”»
Фото Елизаветы Койновой
