Физика, скрипка, парусный спорт – все, как у Эйнштейна
- 09.04.2024
Студенту первого курса магистратуры Физического факультета Новосибирского государственного университета (ФФ НГУ) Терентию Кузнецову 22 года, и он мечтает совершить в науке какое-нибудь открытие. И, кажется, он на правильном пути. В 2023 г. молодой физик стал лауреатом одной из именных стипендий Института ядерной физики им. Г. И. Будкера СО РАН (ИЯФ СО РАН), которые ежегодно вручаются студентам старших курсов НГУ и Новосибирского государственного технического университета (НГТУ НЭТИ), трудоустроенным в Институте. А еще Терентий играет на скрипке и любит парусный спорт.
Терентий Кузнецов. Иллюстрация Т. Ерохиной.
– Расскажи, пожалуйста, почему ты выбрал НГУ и кафедру физики частиц? Может быть, есть какая-нибудь история, связанная с поступлением?
– Я учился в физико-математической школе при НГУ, в 11 классе стал победителем Всероса (заключительного этапа Всероссийской олимпиады по физике) – так что мог выбрать любой вуз России. Но когда начал приглядываться, то понял, что московские университеты больше похожи на «финансовые пирамиды» – туда все идут просто потому что так принято. Тогда я еще не знал, хочу ли работать конкретно в ИЯФ, а Институт в то время активно развивал проект ускорительного комплекса Супер С-тау фабрика. Подумав, я решил остаться в Новосибирске и поступать на физфак НГУ. Позже определился и с кафедрой – выбрал самую фундаментальную, кафедру физики частиц (ФЭЧ).
В целом, мне кажется, я шел по пути наименьшего сопротивления – мне нравилось заниматься физикой, у меня все получалось, получалось очень хорошо, почему бы не продолжать.
– И все же со стороны кажется, что ты очень серьезно подошел к выбору – даже слышал про проект будущего электрон-позитронного коллайдера Супер С-тау фабрика.
– Когда что-то выбираешь, то никогда не можешь быть до конца уверен, что поступаешь правильно – так было и у меня. Только сейчас пришло осознание, что все сложилось, как надо. Кафедра ФЭЧ – единственная, где занимаются изучением сильных и слабых взаимодействий, а это как раз отвечает моим интересам, но все же, в моем случае главным критерием был хороший коллектив. И тут мне повезло, особенно с одногруппниками, – работается интересно и комфортно. У меня прекрасный научный руководитель – главный научный сотрудник ИЯФ СО РАН доктор физико-математических наук Борис Альбертович Шварц. Мне все нравится.
Реконструкция двух треков и двух фотонов в событии pi+pi-pi0 в ксеноновом калориметре КМД-3 (красным - фотоны, чёрным - треки Дрейфовой Камеры, фиолетовым - треки в ксеноновом калориметре). Иллюстрация Т. Кузнецова.
– Какая твоя научная работа была отмечена в 2023 г. стипендией имени Алексея Георгиевича Хабахпашева? Что ты знаешь о его вкладе в науку и в развитие Института ядерной физики?
– До получения стипендии я не слышал эту фамилию, но потом поинтересовался – прочитал, что А.Г. Хабахпашев был одним из авторов первых работ в ИЯФ СО РАН по детекторам и по исследованиям распадов фи-мезона, также он занимался медицинской физикой и развитием промышленных детекторов рентгеновского излучения, в том числе систем рентгеновского контроля «Сибскан», которыми оборудован новосибирский аэропорт «Толмачёво». Интересен и тот факт, что А.Г. Хабахпашев был первым научным руководителем Бориса Альбертовича Шварца.
Я работаю на ускорительном комплексе со встречными электрон–позитронными пучками ВЭПП-2000 ИЯФ СО РАН, а конкретно на одном из детекторов комплекса – универсальном криогенном магнитном детекторе третьего поколения (КМД-3). Моя научная работа связана с модернизацией ксенонового калориметра детектора КМД-3, который предназначен для регистрации фотонов. Существует интересный процесс электрон-позитронной аннигиляции в пи-ноль гамма (? +? − → ? 0? → 3?), но проблема его изучения в том, что при повышении энергии выше 1 ГэВ эффективность регистрации процесса на калориметре КМД-3 падает. Моей задачей было повысить эту эффективность.
Фото из личного архива Т. Кузнецова.
В результате проделанной работы, которая стала и моим дипломом, и была отмечена именной стипендией ИЯФ СО РАН, был предложен универсальный алгоритм реконструкции фотонов в ксеноновом калориметре, а также были сделаны наработки для реконструкции треков, которые должны позволить эффективно работать с событиями, с большим количеством треков и фотонов. Различные исследования и проверки работы алгоритма показали, что эффективность регистрации по сравнению со стандартным методом реконструкции кратно вырастает. Сравнение проводилось по многим параметрам: по качеству реконструкции числа частиц, по качеству реконструкции координат частиц, по энергетическому разрешению. В результате проверки алгоритма на ускорительных данных с детектора было получено согласие между реальным сигналом и моделированием.
Я далеко не первый, кто пытался оптимизировать работу калориметра детектора КМД-3, как минимум до меня было два диплома на эту тему. Предложенные там алгоритмы либо не работали совсем, либо работали плохо, мне же удалось учесть некоторые геометрические аспекты в конструкции калориметра, которые не учли другие.
Пока что моя текущая деятельность затрагивает аккуратную обработку данных с торцевого калориметра детектора КМД-3, и работу по включению сделанного модуля в общую систему обработки, с устранением недоработок, которые можно посчитать критичными. Интересна здесь не только техническая сторона вопроса, непосредственно работа над созданием алгоритма, но и достижение глобальной цели – увидеть процесс ? +? − → ? 0? → 3? выше фи-мезона и до 2 ГэВ. Дело в том, что в этой области энергии его еще никто не видел, ни КМД-3, ни СНД (Сферический нейтральный детектор, второй детектор коллайдера ВЭПП-2000). В будущем моя работа может позволить это сделать.
– Сталкивая частицы в коллайдерах и изучая процесс их аннигиляции в другие элементарные частицы, ученые проводят экспериментальную проверку Стандартной модели – теории, описывающей все многообразие частиц во Вселенной, и законы взаимодействия между ними. Ты чувствуешь важность дела, которым занимаешься?
– Вопрос сложный. Разумеется, Россия, почему-то до сих пор, страна техно-оптимистов, хотя именно в России лучше всего было показано, что никакое ГОЭЛРО, или Байконур, или Норникель, или Ростех, или Роснано, или Сколково, или Сириус, или СКИФ (нужное подчеркнуть) жизнь почему-то сытой и богатой просто так не делают. С другой стороны, текущая физика частиц кажется физикой какого-то далёкого будущего, будущего, в котором всё будет намного лучше, и поэтому оно кажется мне очень важным.
– Как много в проделанной работе тебе помогала команда, опыт более старших сотрудников?
Фото Т. Морозовой.
– Команда важна, я уже говорил, но с ксеноновым калориметром работает не так уж много народу в нашей лаборатории, поэтому данную задачу я решал практически самостоятельно.
– Одной из главных проблем работы с молодыми людьми, и это не только в науке, специалисты называют сложность с самоорганизацией. Тебе, видимо, ничего не стоит организовать себя?
– Мне нравится работать самостоятельно – мне нетрудно сесть и сделать, особенно, когда процесс увлекательный и интересный. И именно это мне в ИЯФ нравится – никто над тобой не стоит, не требует сиюминутного результата. Если бы в Институте не было той самой свободы творчества, о которой все говорят, то я, может быть, подумывал уйти.
– А хотел бы поработать в другой лаборатории, в другой стране? Или еще не замахиваешься на такие цели?
– На самом деле замахнуться хотелось бы. Пока что это только планы, но Борис Альбертович предлагал присоединиться к работам, которые ИЯФ СО РАН выполняет в рамках международной коллаборации Belle II. Задача эксперимента состоит в прецизионной проверке современной теории элементарных частиц – Стандартной модели, а также в поиске явлений за ее пределами. Он реализуется на электрон-позитронном коллайдере SuperKEKB в Лаборатории физики высоких энергий (KEK) в Цукубе (Япония). ИЯФ СО РАН и НГУ принимают активное участие в подготовке и проведении эксперимента. Например, наш Институт полностью отвечает за корректную работу и поддержку калориметра детектора Belle II, регистрирующей и измеряющей энергию гамма-квантов, электронов и позитронов. Пока что мы не обсуждали, что конкретно я бы мог делать, но я не против.
Фото из личного архива Т. Кузнецова
– Есть мнение, что ученый должен заниматься только наукой, и не отвлекаться на другую деятельность. Тебе импонирует такой взгляд на жизнь ученого или у тебя куча интересных хобби?
– Ко мне как-то подошел отец и спрашивает: «Ты читал биографию Эйнштейна?». А у него интересная комбинация была: физика, скрипка, парусный спорт. У меня за плечами восемь лет музыкальной школы по классу скрипки и пять лет парусного спорта, и я работаю в ИЯФ СО РАН. Так что все, как у Эйнштейна (Смеется). С одной стороны, верно то, что ученый работает круглые сутки без выходных, потому что мозг постоянно занят интеллектуальной деятельностью. У меня голова вообще работает, я бы сказал, в авральном режиме всегда: пришла мысль, бежишь ее реализовывать. С другой стороны, не занимаясь больше ничем кроме этого…можно же от скуки умереть.
– Наверное, хочешь совершить какое-нибудь открытие?
– Мне кажется, что такие амбиции у меня есть. Меня в жизни всегда преследует чувство, что в науке есть какие-то вещи, которые кроме меня никто не придумает. Так что все возможно.
Подготовила Т. Морозова