Всем миром
ТЕМА НОМЕРА / #9_2021
Рассказывают:
Григорий Нигматкулов, доцент института ядерной физики и технологии НИЯУ МИФИ;
Евгений Солдатов, доцент НИЯУ МИФИ;
Аркадий Тараненко, координатор рабочей группы по изучению коллективных потоков Коллаборации MPD (NICA), соруководитель группы НИЯУ МИФИ по релятивистским столкновениям тяжелых ядер;
Илья Селюженков, физический координатор Коллаборации CBM (FAIR), соруководитель группы НИЯУ МИФИ по релятивистским столкновениям тяжелых ядер.
Григорий Нигматкулов, доцент института ядерной физики и технологии НИЯУ МИФИ;
Евгений Солдатов, доцент НИЯУ МИФИ;
Аркадий Тараненко, координатор рабочей группы по изучению коллективных потоков Коллаборации MPD (NICA), соруководитель группы НИЯУ МИФИ по релятивистским столкновениям тяжелых ядер;
Илья Селюженков, физический координатор Коллаборации CBM (FAIR), соруководитель группы НИЯУ МИФИ по релятивистским столкновениям тяжелых ядер.
Международные научные коллаборации — сложная система с отлаженными механизмами взаимодействия между тысячами сотрудников. Кафедры НИЯУ МИФИ участвуют в ведущих экспериментах «большой науки». «Атомный эксперт» расспросил сотрудников МИФИ, занятых в коллаборациях, о нюансах работы в таких проектах, бонусах от участия и о том, как коронавирус повлиял на решение научных задач.
О коллаборации
Григорий Нигматкулов: Наша группа участвует в международной коллаборации STAR на коллайдере RHIC в Брукхейвенской национальной лаборатории. Эксперимент STAR — один из крупнейших, связанных с изучением кварк-глюонной материи — состояния, в котором находилась Вселенная в первые микросекунды после Большого взрыва. Для создания кварк-глюонной материи и изучения ее свойств исследуются столкновения релятивистских тяжелых ионов.
Изначально планировалось, что эксперимент STAR будет проводиться при высокой энергии — 200 ГэВ на пару нуклонов. В последние годы также была реализована программа исследования столкновений ядер в широком диапазоне энергий — от 3 до 39 ГэВ на пару нуклонов. Данный энергетический интервал частично перекрывает область, в которой будут проходить эксперименты на коллайдере NICA и в ускорительном центре FAIR.
Физический запуск эксперимента STAR состоялся в 2000 году. МИФИ — участник STAR с 1994 года, наш институт внес вклад в создание установки: разработал и создал такие ключевые детекторные компоненты, как лазерная система калибровок, видео- и газовая системы. Наша группа также вносит существенный вклад в научные исследования. В разные годы ученые МИФИ руководили научными группами, группами компьютинга, входили в менеджмент коллаборации. Сейчас постоянными членами коллаборации от МИФИ являются 15 человек, среди которых есть талантливые студенты и аспиранты. Всего в коллаборации задействованы 72 института из 15 стран — более 680 человек.
Евгений Солдатов: Я работаю на кафедре физики элементарных частиц МИФИ. Наша научная группа участвует в международной коллаборации по эксперименту ATLAS на Большом адронном коллайдере (БАК) в CERN.
Исследования ATLAS направлены на расширение Стандартной модели. Для этого есть два пути: первый — прямой поиск, его цель — найти новые частицы, которых в Стандартной модели нет. Другой путь — непрямой поиск. Он заключается в очень точном измерении эффектов Стандартной модели и обнаружении всех изменений, несоответствий, с тем чтобы сделать выводы о возможном наличии новых частиц на недостижимых для сегодняшних ускорителей энергиях. Прямой поиск ограничен по энергии — в какой-то момент становится невозможно ее наращивать, а у непрямого поиска таких ограничений нет.
С CERN МИФИ сотрудничает с 1970‑х годов, поэтому в эксперименте ATLAS мы участвуем с первого дня. Один из детекторов установки был разработан по инициативе нашей группы — это трековый детектор переходного излучения (TRT), измеряющий треки заряженных частиц. В отличие от других трековых детекторов, он также выдает информацию о сорте частицы. Однако задачи нашей научной группы — это, естественно, не только поддержка и набор данных с TRT, мы работаем и над новыми детекторными задачами. Сейчас на БАКе увеличиваются интенсивность столкновений, частиц, так называемая светимость. Из-за этого некоторые детекторы не справляются с потоками, необходима модернизация, в которой мы участвуем. Конкретнее — вместе с коллегами работаем над новым кремниевым детектором ITk, а также над детектором HGTD. Кроме того, ведем поисковые работы в области переходного излучения, поддержанные Российским научным фондом. Ну и, конечно, участвуем в анализе данных, поступающих с детекторов. Как известно, в 2012 году именно на ATLAS и CMS был обнаружен бозон Хиггса — в этом мы тоже принимали участие.
Илья Селюженков: Сегодня в России и Европе активно реализуются два международных мегапроекта в области физики столкновений релятивистских тяжелых ионов. Первый — коллайдер NICA (Nuclotron based Ion Collider fAcility) в ОИЯИ (подмосковная Дубна); этот проект создала Россия и играет в нем ключевую роль. Второй — строительство ускорительного комплекса FAIR (Facility for Antiproton and Ion Research) в немецком Дармштадте; здесь Россия — второй по объему средств вкладчик. FAIR создается на базе Центра по изучению тяжелых ионов им. Г. Гельмгольца (GSI). Запуск коллайдера NICA планируется в 2023 году; пучки ядер на ускорительном кольце SIS100 на FAIR ожидаются в 2026 году. Важно отметить, что ускорительный комплекс Nuclotron/NICA с многоцелевым детектором MPD и установкой «Барионная материя» на Нуклотроне BM@N — самый крупный для современной России проект в области физики высоких энергий.
Григорий Нигматкулов: Наша группа участвует в международной коллаборации STAR на коллайдере RHIC в Брукхейвенской национальной лаборатории. Эксперимент STAR — один из крупнейших, связанных с изучением кварк-глюонной материи — состояния, в котором находилась Вселенная в первые микросекунды после Большого взрыва. Для создания кварк-глюонной материи и изучения ее свойств исследуются столкновения релятивистских тяжелых ионов.
Изначально планировалось, что эксперимент STAR будет проводиться при высокой энергии — 200 ГэВ на пару нуклонов. В последние годы также была реализована программа исследования столкновений ядер в широком диапазоне энергий — от 3 до 39 ГэВ на пару нуклонов. Данный энергетический интервал частично перекрывает область, в которой будут проходить эксперименты на коллайдере NICA и в ускорительном центре FAIR.
Физический запуск эксперимента STAR состоялся в 2000 году. МИФИ — участник STAR с 1994 года, наш институт внес вклад в создание установки: разработал и создал такие ключевые детекторные компоненты, как лазерная система калибровок, видео- и газовая системы. Наша группа также вносит существенный вклад в научные исследования. В разные годы ученые МИФИ руководили научными группами, группами компьютинга, входили в менеджмент коллаборации. Сейчас постоянными членами коллаборации от МИФИ являются 15 человек, среди которых есть талантливые студенты и аспиранты. Всего в коллаборации задействованы 72 института из 15 стран — более 680 человек.
Евгений Солдатов: Я работаю на кафедре физики элементарных частиц МИФИ. Наша научная группа участвует в международной коллаборации по эксперименту ATLAS на Большом адронном коллайдере (БАК) в CERN.
Исследования ATLAS направлены на расширение Стандартной модели. Для этого есть два пути: первый — прямой поиск, его цель — найти новые частицы, которых в Стандартной модели нет. Другой путь — непрямой поиск. Он заключается в очень точном измерении эффектов Стандартной модели и обнаружении всех изменений, несоответствий, с тем чтобы сделать выводы о возможном наличии новых частиц на недостижимых для сегодняшних ускорителей энергиях. Прямой поиск ограничен по энергии — в какой-то момент становится невозможно ее наращивать, а у непрямого поиска таких ограничений нет.
С CERN МИФИ сотрудничает с 1970‑х годов, поэтому в эксперименте ATLAS мы участвуем с первого дня. Один из детекторов установки был разработан по инициативе нашей группы — это трековый детектор переходного излучения (TRT), измеряющий треки заряженных частиц. В отличие от других трековых детекторов, он также выдает информацию о сорте частицы. Однако задачи нашей научной группы — это, естественно, не только поддержка и набор данных с TRT, мы работаем и над новыми детекторными задачами. Сейчас на БАКе увеличиваются интенсивность столкновений, частиц, так называемая светимость. Из-за этого некоторые детекторы не справляются с потоками, необходима модернизация, в которой мы участвуем. Конкретнее — вместе с коллегами работаем над новым кремниевым детектором ITk, а также над детектором HGTD. Кроме того, ведем поисковые работы в области переходного излучения, поддержанные Российским научным фондом. Ну и, конечно, участвуем в анализе данных, поступающих с детекторов. Как известно, в 2012 году именно на ATLAS и CMS был обнаружен бозон Хиггса — в этом мы тоже принимали участие.
Илья Селюженков: Сегодня в России и Европе активно реализуются два международных мегапроекта в области физики столкновений релятивистских тяжелых ионов. Первый — коллайдер NICA (Nuclotron based Ion Collider fAcility) в ОИЯИ (подмосковная Дубна); этот проект создала Россия и играет в нем ключевую роль. Второй — строительство ускорительного комплекса FAIR (Facility for Antiproton and Ion Research) в немецком Дармштадте; здесь Россия — второй по объему средств вкладчик. FAIR создается на базе Центра по изучению тяжелых ионов им. Г. Гельмгольца (GSI). Запуск коллайдера NICA планируется в 2023 году; пучки ядер на ускорительном кольце SIS100 на FAIR ожидаются в 2026 году. Важно отметить, что ускорительный комплекс Nuclotron/NICA с многоцелевым детектором MPD и установкой «Барионная материя» на Нуклотроне BM@N — самый крупный для современной России проект в области физики высоких энергий.
Собрание коллаборации MPD (NICA), октябрь 2021 г.
Аркадий Тараненко: В 2005 году, после пяти лет экспериментов, в Брукхейвенской национальной лаборатории на американском коллайдере релятивистских тяжелых ионов RHIC была открыта кварк-глюонная материя (КГМ) — новая форма материи, состоящая из кварков, антикварков и глюонов, по свойствам близкая к идеальной жидкости. Сегодня изучение свойств КГМ и детализация фазовой диаграммы квантовой хромодинамики — центральная тема исследований международных мегапроектов на ускорителях, работающих в диапазоне энергий столкновения от одного до нескольких тысяч ГэВ на нуклон в системе центра масс.
Особый интерес ученые проявляют к малоизученной области энергий ядро-ядерных столкновений от двух до 10 ГэВ. Эксперименты при таких энергиях столкновения позволяют достичь в лабораторных условиях барионных плотностей, превышающих плотность нормальной ядерной материи в 5−10 раз. Одна из ключевых научных задач международных экспериментов на ускорительных комплексах FAIR и NICA — исследование свойств сильновзаимодействующей материи именно при таких больших барионных плотностях.
Илья Селюженков: Исследования на FAIR и NICA важны для многих областей науки, в частности для астрофизики. Интерес к этой области исследований значительно возрос, когда в 2017 году впервые удалось обнаружить сигналы от столкновения двух нейтронных звезд, как путем прямого измерения гравитационных волн, вызванных слиянием звезд, так и посредством измерения сопровождающего этот процесс электромагнитного излучения. Но это положило начало не только новой эре многоканальной астрономии. Модельные расчеты показывают, что при слиянии нейтронных звезд образуется ядерная материя, барионная плотность и температура которой достигают значений, аналогичных тем, которые наблюдаются при столкновениях релятивистских тяжелых ионов в диапазоне энергий FAIR и NICA. Таким образом, с запуском мегапроектов FAIR и NICA у ученых будет уникальная возможность в лаборатории на Земле получить новые знания, необходимые для понимания процесса слияния нейтронных звезд.
Аркадий Тараненко: Изучать свойства КГМ на коллайдере NICA будут на детекторе MPD. Сейчас в коллаборации MPD участвуют около 500 ученых из 40 институтов в 14 странах мира. Аналогичный эксперимент на фиксированной мишени CBM (Compressed Baryonic Matter) планируется на FAIR. Коллаборация CBM также насчитывает около 500 участников из различных стран.
Научная группа, которую мы с Ильей создали в НИЯУ МИФИ в 2015 году, изучает коллективные потоки частиц. Направление вылета частиц, рождающихся в столкновениях релятивистских ядер, имеет сильную азимутальную анизотропию, зависящую от динамики образования и свойств новой формы материи. В рамках подготовки к обработке данных будущих экспериментов на FAIR и NICA наша группа разрабатывает методики и алгоритмы для исследования коллективных потоков и создает необходимое для этого программное обеспечение. Для проверки новых методов мы используем современные Монте-Карло модели столкновения релятивистских тяжелых ядер, а также основываемся на экспериментальных данных, полученных на таких действующих установках, как HADES в GSI, STAR на RHIC и NA61/SHINE в СERN.
Особый интерес ученые проявляют к малоизученной области энергий ядро-ядерных столкновений от двух до 10 ГэВ. Эксперименты при таких энергиях столкновения позволяют достичь в лабораторных условиях барионных плотностей, превышающих плотность нормальной ядерной материи в 5−10 раз. Одна из ключевых научных задач международных экспериментов на ускорительных комплексах FAIR и NICA — исследование свойств сильновзаимодействующей материи именно при таких больших барионных плотностях.
Илья Селюженков: Исследования на FAIR и NICA важны для многих областей науки, в частности для астрофизики. Интерес к этой области исследований значительно возрос, когда в 2017 году впервые удалось обнаружить сигналы от столкновения двух нейтронных звезд, как путем прямого измерения гравитационных волн, вызванных слиянием звезд, так и посредством измерения сопровождающего этот процесс электромагнитного излучения. Но это положило начало не только новой эре многоканальной астрономии. Модельные расчеты показывают, что при слиянии нейтронных звезд образуется ядерная материя, барионная плотность и температура которой достигают значений, аналогичных тем, которые наблюдаются при столкновениях релятивистских тяжелых ионов в диапазоне энергий FAIR и NICA. Таким образом, с запуском мегапроектов FAIR и NICA у ученых будет уникальная возможность в лаборатории на Земле получить новые знания, необходимые для понимания процесса слияния нейтронных звезд.
Аркадий Тараненко: Изучать свойства КГМ на коллайдере NICA будут на детекторе MPD. Сейчас в коллаборации MPD участвуют около 500 ученых из 40 институтов в 14 странах мира. Аналогичный эксперимент на фиксированной мишени CBM (Compressed Baryonic Matter) планируется на FAIR. Коллаборация CBM также насчитывает около 500 участников из различных стран.
Научная группа, которую мы с Ильей создали в НИЯУ МИФИ в 2015 году, изучает коллективные потоки частиц. Направление вылета частиц, рождающихся в столкновениях релятивистских ядер, имеет сильную азимутальную анизотропию, зависящую от динамики образования и свойств новой формы материи. В рамках подготовки к обработке данных будущих экспериментов на FAIR и NICA наша группа разрабатывает методики и алгоритмы для исследования коллективных потоков и создает необходимое для этого программное обеспечение. Для проверки новых методов мы используем современные Монте-Карло модели столкновения релятивистских тяжелых ядер, а также основываемся на экспериментальных данных, полученных на таких действующих установках, как HADES в GSI, STAR на RHIC и NA61/SHINE в СERN.
Сотрудники МИФИ на эксперименте NA61/SHINE в CERN
Влияние пандемии
Григорий Нигматкулов: Не могу сказать, что во время пандемии наша ежедневная работа кардинально изменилась. У научной группы есть удаленный доступ к вычислительным центрам и экспериментальным данным. Коммуникация осуществляется с помощью видеоконференций и по электронной почте. Как и раньше, проводятся еженедельные рабочие встречи, в которых участвуют около 150 человек.
У меня сложилось впечатление, что в начале введения ковидных ограничений люди сосредоточились на работе, глубже погрузились в исследования. А сегодня все больше ощущается потребность в живом общении, например, на конференциях.
Когда началась пандемия, у нас шел сеанс набора данных. Руководство эксперимента сделало все возможное, чтобы этот процесс не прервался. В начале мая 2020 года в США был объявлен локдаун, и работу пришлось приостановить; сеансы возобновились примерно через два месяца. Сейчас все идет в штатном режиме, с соблюдением всех мер предосторожности. В 2020 году завершилась большая пятилетняя программа, и все поставленные перед нами задачи по набору данных были выполнены.
Единственное, что изменила пандемия, — командировки. В «доковидное» время ученые МИФИ регулярно принимали участие в международных конференциях, школах, эксперименте STAR. Сейчас с этим сложнее.
Резюмируя, скажу, что критического влияния на работу эксперимента пандемия не оказала — в первую очередь, благодаря хорошему планированию работ и соблюдению необходимых мер безопасности.
Евгений Солдатов: Честно говоря, очень не хватает живого общения. Наша коллаборация предусматривает еженедельные встречи, совещания с участием всех российских институтов раз в полгода, ежегодные конференции. Раньше рутинные встречи проводились онлайн, а крупные мероприятия — очно. Теперь всё — дистанционно. На мой взгляд, эффективность больших мероприятий от этого страдает. Например, на конференциях очень ценна возможность не только послушать доклады, но и пообщаться с коллегами в кулуарах. Такое живое, неформальное общение заменяет длительные переписки, позволяет завести новые знакомства и лучше узнать о «кухне» научных организаций разных стран.
Конечно, ковидные ограничения повлияли и на экспериментальную часть наших работ, позже будет запущен и сам БАК (он находится на модернизации с 2018 года). До пандемии мы часто ездили в CERN — два-три раза в год — и проводили там иногда по несколько месяцев. Теперь командировки стали значительно реже, хотя этим летом мне удалось туда попасть.
Илья Селюженков: Еще до пандемии большая часть рабочего процесса основывалась на онлайн-взаимодействии и обмене информацией в электронном виде между участниками международных коллабораций на FAIR и NICA.
Процесс сбора и обработки данных, а также разработка для этого программного обеспечения требуют непрерывного удаленного доступа к вычислительным ресурсам международных лабораторий. Для этого в GSI и ОИЯИ существуют и развиваются высокопроизводительные вычислительные кластеры. Зачастую это строения, доступ к которым в принципе возможен только удаленно. В последние два года видеоконференции по ВКС стали незаменимым инструментом, позволяющим продолжать эффективное взаимодействие между участниками коллабораций. Однако онлайн-встречи не отменяют необходимости присутствовать при сборке, тестировании и калибровке компонентов детекторов, а также запуске экспериментальных установок. Как и во многих других областях, из-за пандемии сдвинулись сроки строительства на FAIR и NICA.
Сама по себе непростая логистика поэтапного создания и сборки компонентов ускорителей и экспериментальных установок после введения пандемийных ограничений еще более усложнилась, ведь компоненты создаются в разных странах и доставляются из них. Однако научное взаимодействие и визиты специалистов во время пандемии не прерывались. Поездки на строительные площадки FAIR и NICA, хотя и стали более редкими, продолжаются; рабочие визиты проходили даже в самый разгар пандемии, когда туристические поездки были запрещены.
Аркадий Тараненко: Как и в других международных коллаборациях, у нас проводятся регулярные собрания рабочих групп. И до пандемии, и сейчас они проходят в формате онлайн. О результатах руководители групп докладывают органам управления коллаборации. Дополнительно два раза в год проходят коллаборационные встречи — сейчас в смешанном (онлайн- и офлайн-) формате. Очень надеемся, что в мае-июне следующего года состоится физический сеанс эксперимента BM@N на Нуклотроне в Дубне. Если говорить о влиянии пандемии, то оно, конечно, есть, и довольно серьезное. Помимо того, о чем упоминал Илья, не будем забывать, что от ковида умирают люди — и ученые в том числе. Организация любых очных мероприятий стала более сложной, а сами мероприятия чаще отменяются или переносятся.
Илья Селюженков: Тем не менее я бы выделил и несколько положительных эффектов от ограничений, связанных с пандемией. Во-первых, онлайн-встречи стали привычным инструментом и все обзавелись необходимым для них оборудованием, что расширило возможности для общения с коллегами из самых удаленных уголков планеты. Во-вторых, открылось больше возможностей для участия в крупных рабочих совещаниях и международных конференциях. Раньше это было довольно затратно и возможно только в очном формате, не каждая организация могла себе позволить оплатить поездки сотрудников на большие конференции. Теперь, с добавлением онлайн-формата, принять участие в таких мероприятиях может практически каждый.
Григорий Нигматкулов: Не могу сказать, что во время пандемии наша ежедневная работа кардинально изменилась. У научной группы есть удаленный доступ к вычислительным центрам и экспериментальным данным. Коммуникация осуществляется с помощью видеоконференций и по электронной почте. Как и раньше, проводятся еженедельные рабочие встречи, в которых участвуют около 150 человек.
У меня сложилось впечатление, что в начале введения ковидных ограничений люди сосредоточились на работе, глубже погрузились в исследования. А сегодня все больше ощущается потребность в живом общении, например, на конференциях.
Когда началась пандемия, у нас шел сеанс набора данных. Руководство эксперимента сделало все возможное, чтобы этот процесс не прервался. В начале мая 2020 года в США был объявлен локдаун, и работу пришлось приостановить; сеансы возобновились примерно через два месяца. Сейчас все идет в штатном режиме, с соблюдением всех мер предосторожности. В 2020 году завершилась большая пятилетняя программа, и все поставленные перед нами задачи по набору данных были выполнены.
Единственное, что изменила пандемия, — командировки. В «доковидное» время ученые МИФИ регулярно принимали участие в международных конференциях, школах, эксперименте STAR. Сейчас с этим сложнее.
Резюмируя, скажу, что критического влияния на работу эксперимента пандемия не оказала — в первую очередь, благодаря хорошему планированию работ и соблюдению необходимых мер безопасности.
Евгений Солдатов: Честно говоря, очень не хватает живого общения. Наша коллаборация предусматривает еженедельные встречи, совещания с участием всех российских институтов раз в полгода, ежегодные конференции. Раньше рутинные встречи проводились онлайн, а крупные мероприятия — очно. Теперь всё — дистанционно. На мой взгляд, эффективность больших мероприятий от этого страдает. Например, на конференциях очень ценна возможность не только послушать доклады, но и пообщаться с коллегами в кулуарах. Такое живое, неформальное общение заменяет длительные переписки, позволяет завести новые знакомства и лучше узнать о «кухне» научных организаций разных стран.
Конечно, ковидные ограничения повлияли и на экспериментальную часть наших работ, позже будет запущен и сам БАК (он находится на модернизации с 2018 года). До пандемии мы часто ездили в CERN — два-три раза в год — и проводили там иногда по несколько месяцев. Теперь командировки стали значительно реже, хотя этим летом мне удалось туда попасть.
Илья Селюженков: Еще до пандемии большая часть рабочего процесса основывалась на онлайн-взаимодействии и обмене информацией в электронном виде между участниками международных коллабораций на FAIR и NICA.
Процесс сбора и обработки данных, а также разработка для этого программного обеспечения требуют непрерывного удаленного доступа к вычислительным ресурсам международных лабораторий. Для этого в GSI и ОИЯИ существуют и развиваются высокопроизводительные вычислительные кластеры. Зачастую это строения, доступ к которым в принципе возможен только удаленно. В последние два года видеоконференции по ВКС стали незаменимым инструментом, позволяющим продолжать эффективное взаимодействие между участниками коллабораций. Однако онлайн-встречи не отменяют необходимости присутствовать при сборке, тестировании и калибровке компонентов детекторов, а также запуске экспериментальных установок. Как и во многих других областях, из-за пандемии сдвинулись сроки строительства на FAIR и NICA.
Сама по себе непростая логистика поэтапного создания и сборки компонентов ускорителей и экспериментальных установок после введения пандемийных ограничений еще более усложнилась, ведь компоненты создаются в разных странах и доставляются из них. Однако научное взаимодействие и визиты специалистов во время пандемии не прерывались. Поездки на строительные площадки FAIR и NICA, хотя и стали более редкими, продолжаются; рабочие визиты проходили даже в самый разгар пандемии, когда туристические поездки были запрещены.
Аркадий Тараненко: Как и в других международных коллаборациях, у нас проводятся регулярные собрания рабочих групп. И до пандемии, и сейчас они проходят в формате онлайн. О результатах руководители групп докладывают органам управления коллаборации. Дополнительно два раза в год проходят коллаборационные встречи — сейчас в смешанном (онлайн- и офлайн-) формате. Очень надеемся, что в мае-июне следующего года состоится физический сеанс эксперимента BM@N на Нуклотроне в Дубне. Если говорить о влиянии пандемии, то оно, конечно, есть, и довольно серьезное. Помимо того, о чем упоминал Илья, не будем забывать, что от ковида умирают люди — и ученые в том числе. Организация любых очных мероприятий стала более сложной, а сами мероприятия чаще отменяются или переносятся.
Илья Селюженков: Тем не менее я бы выделил и несколько положительных эффектов от ограничений, связанных с пандемией. Во-первых, онлайн-встречи стали привычным инструментом и все обзавелись необходимым для них оборудованием, что расширило возможности для общения с коллегами из самых удаленных уголков планеты. Во-вторых, открылось больше возможностей для участия в крупных рабочих совещаниях и международных конференциях. Раньше это было довольно затратно и возможно только в очном формате, не каждая организация могла себе позволить оплатить поездки сотрудников на большие конференции. Теперь, с добавлением онлайн-формата, принять участие в таких мероприятиях может практически каждый.
Группа МИФИ на первом собрании коллаборации MPD, 2018 г.
Публикационная активность
Григорий Нигматкулов: В STAR выходит около 15 статей в год. Число авторов каждой публикации — около 150 человек. В работе над статьей участие принимают от 2 до 15 человек. Выяснить, кто так называемые «принципиальные авторы» публикации, несложно — вся информация есть в архивах STAR.
Сначала результаты научной работы обсуждаются внутри коллектива, специализирующегося на конкретной тематике исследований. Каждая статья проходит многоэтапный процесс рецензирования внутри коллаборации. Иногда обсуждения материалов бывают довольно жаркими, статьи подвергаются существенным доработкам. После одобрения результатов внутри группы работу рассматривают руководители других научных направлений. Следующий этап публикации работы — ее оценка специальной комиссией (мы ее называем «Комитет крестных отцов»), проверяющей правильность расчетов, корректность формулировок и английский язык. Эта процедура занимает от трех до шести месяцев. Затем выбираются пять институтов-участников, рецензирующих материал. И только после этого статья подается на публикацию в научный журнал, где проходит экспертизу.
В среднем весь процесс — от подачи внутренней заявки до публикации в журнале — занимает чуть меньше года, обычно месяцев девять.
Евгений Солдатов: Перед тем как написать статью, группа авторов (как правило, это интернациональная команда) выполняет исследование и демонстрирует его результаты научной группе CERN. Если эксперты видят, что работа интересная и нужная, назначается так называемая Editorial Board (Редколлегия. — Прим. ред.), состоящая из трех-четырех человек. Они внимательно читают материалы исследования — обычно это страниц 100−150 — и дают рекомендации по их доработке. Далее авторы проводят презентацию — выступают перед другими членами коллаборации с рассказом о целях и достигнутых результатах. Только после этого они приступают к написанию собственно статьи, которая, к слову, может быть раз в пять меньше по объему, чем материалы исследования.
Дальше статья проходит многочисленные процедуры внутреннего рецензирования: любой из трех тысяч членов коллаборации может задать вопрос или написать комментарий, на который авторы обязаны ответить. После этого статья направляется в научный журнал. В авторах числятся все три тысячи членов коллаборации ATLAS. В среднем весь этот процесс, от начала до конца, у нас занимает два-три года.
Аркадий Тараненко: Поскольку NICA и FAIR находятся в процессе стройки, и, следовательно, эксперименты на них еще не проводятся, публикационная активность у коллабораций невысокая. Все коллаборационные публикации обязательно проходят через систему фильтрации и внутренних проверок, ту же, что и в других международных коллаборациях на действующих установках.
Илья Селюженков: Во время подготовки экспериментов основная публикационная активность в коллаборациях — это отчеты о статусе подготовки к экспериментам по материалам докладов на конференциях, а также работ по инструментальным разработкам компонентов детекторов и методикам измерений. В нашем случае это, например, разработка и апробация новых алгоритмов для реконструкции частиц или методов измерений коллективных потоков.
Григорий Нигматкулов: В STAR выходит около 15 статей в год. Число авторов каждой публикации — около 150 человек. В работе над статьей участие принимают от 2 до 15 человек. Выяснить, кто так называемые «принципиальные авторы» публикации, несложно — вся информация есть в архивах STAR.
Сначала результаты научной работы обсуждаются внутри коллектива, специализирующегося на конкретной тематике исследований. Каждая статья проходит многоэтапный процесс рецензирования внутри коллаборации. Иногда обсуждения материалов бывают довольно жаркими, статьи подвергаются существенным доработкам. После одобрения результатов внутри группы работу рассматривают руководители других научных направлений. Следующий этап публикации работы — ее оценка специальной комиссией (мы ее называем «Комитет крестных отцов»), проверяющей правильность расчетов, корректность формулировок и английский язык. Эта процедура занимает от трех до шести месяцев. Затем выбираются пять институтов-участников, рецензирующих материал. И только после этого статья подается на публикацию в научный журнал, где проходит экспертизу.
В среднем весь процесс — от подачи внутренней заявки до публикации в журнале — занимает чуть меньше года, обычно месяцев девять.
Евгений Солдатов: Перед тем как написать статью, группа авторов (как правило, это интернациональная команда) выполняет исследование и демонстрирует его результаты научной группе CERN. Если эксперты видят, что работа интересная и нужная, назначается так называемая Editorial Board (Редколлегия. — Прим. ред.), состоящая из трех-четырех человек. Они внимательно читают материалы исследования — обычно это страниц 100−150 — и дают рекомендации по их доработке. Далее авторы проводят презентацию — выступают перед другими членами коллаборации с рассказом о целях и достигнутых результатах. Только после этого они приступают к написанию собственно статьи, которая, к слову, может быть раз в пять меньше по объему, чем материалы исследования.
Дальше статья проходит многочисленные процедуры внутреннего рецензирования: любой из трех тысяч членов коллаборации может задать вопрос или написать комментарий, на который авторы обязаны ответить. После этого статья направляется в научный журнал. В авторах числятся все три тысячи членов коллаборации ATLAS. В среднем весь этот процесс, от начала до конца, у нас занимает два-три года.
Аркадий Тараненко: Поскольку NICA и FAIR находятся в процессе стройки, и, следовательно, эксперименты на них еще не проводятся, публикационная активность у коллабораций невысокая. Все коллаборационные публикации обязательно проходят через систему фильтрации и внутренних проверок, ту же, что и в других международных коллаборациях на действующих установках.
Илья Селюженков: Во время подготовки экспериментов основная публикационная активность в коллаборациях — это отчеты о статусе подготовки к экспериментам по материалам докладов на конференциях, а также работ по инструментальным разработкам компонентов детекторов и методикам измерений. В нашем случае это, например, разработка и апробация новых алгоритмов для реконструкции частиц или методов измерений коллективных потоков.
Aспиранты НИЯУ МИФИ на фоне стройки FAIR, 2 декабря 2021 г.
Плюсы от участия в коллаборации
Григорий Нигматкулов: Я считаю, что участие в таких крупных международных коллаборациях дает вузам много преимуществ. Во-первых, это участие в передовых научных исследованиях и обмен новыми идеями. Во-вторых, это доступ к новым разработкам и технологиям. В-третьих, мегасайенс-проекты очень привлекательны для молодежи: студентам нравится чувствовать себя частью крупного международного проекта, ездить на стажировки и выступать с докладами на конференциях. Соответственно, вузу обеспечен приток абитуриентов. В-четвертых, это положительно влияет на имидж как отдельных ученых, так и вуза в целом.
Евгений Солдатов: Очень много лет отечественная наука варилась в собственном соку, а это чревато тем, что талантливые ученые, не имея прочных внешних связей, изобретают велосипед — делают то, что уже было сделано. CERN в целом и коллаборация ATLAS в частности — это передний край науки. Аналога Большого адронного коллайдера в мире не существует. На то, как ведутся исследования в CERN, равняется весь мир. А значит, лучшие мировые практики переносятся и в российскую науку.
Аркадий Тараненко: Международные научные центры создаются в первую очередь потому, что ни одна страна мира, даже самая богатая, не может себе позволить осуществление современных мегапроектов в одиночку.
Для строительства FAIR и NICA требуются не только значительные материальные вложения стран-партнеров, но и компетенция большого числа высококлассных специалистов и ученых мирового уровня. Это новая реальность развития мировой науки. Каждая установка класса мегасайенс — это новые передовые технологии, это прикладные программы исследований и многое другое. Без «большой науки» нет движения вперед.
Илья Селюженков: Уровень занятости специалистов и ученых в работах коллабораций меняется в зависимости от этапа подготовки и проведения экспериментов. Например, если специалист занимается разработкой электроники или детекторных компонентов, он участвует в подготовке строящейся установки или модернизации существующей. Ученым-экспериментаторам, занимающимся обработкой собранных данных и расчетом физических наблюдаемых, стоит участвовать в уже действующем эксперименте.
Поэтому студенты нашей группы в НИЯУ МИФИ, которых мы готовим для выполнения научных проектов на NICA и FAIR, сейчас проходят под нашим руководством стажировки на уже действующих установках: HADES, STAR и NA61/SHINE. Важно отметить, что опыт работы в одной и той же коллаборации над разными задачами сильно развивает кругозор студентов и молодых специалистов. Конечно, молодежь привлекают командировки в исследовательские центры, в частности зарубежные. Но я заметил, что большинству студентов нашей группы данная возможность интересна именно с точки зрения приобретения нового опыта и развития понимания того, как устроен научный процесс за рубежом, чтобы в дальнейшем применить эти знания для осуществления научных проектов в России.
Григорий Нигматкулов: Я считаю, что участие в таких крупных международных коллаборациях дает вузам много преимуществ. Во-первых, это участие в передовых научных исследованиях и обмен новыми идеями. Во-вторых, это доступ к новым разработкам и технологиям. В-третьих, мегасайенс-проекты очень привлекательны для молодежи: студентам нравится чувствовать себя частью крупного международного проекта, ездить на стажировки и выступать с докладами на конференциях. Соответственно, вузу обеспечен приток абитуриентов. В-четвертых, это положительно влияет на имидж как отдельных ученых, так и вуза в целом.
Евгений Солдатов: Очень много лет отечественная наука варилась в собственном соку, а это чревато тем, что талантливые ученые, не имея прочных внешних связей, изобретают велосипед — делают то, что уже было сделано. CERN в целом и коллаборация ATLAS в частности — это передний край науки. Аналога Большого адронного коллайдера в мире не существует. На то, как ведутся исследования в CERN, равняется весь мир. А значит, лучшие мировые практики переносятся и в российскую науку.
Аркадий Тараненко: Международные научные центры создаются в первую очередь потому, что ни одна страна мира, даже самая богатая, не может себе позволить осуществление современных мегапроектов в одиночку.
Для строительства FAIR и NICA требуются не только значительные материальные вложения стран-партнеров, но и компетенция большого числа высококлассных специалистов и ученых мирового уровня. Это новая реальность развития мировой науки. Каждая установка класса мегасайенс — это новые передовые технологии, это прикладные программы исследований и многое другое. Без «большой науки» нет движения вперед.
Илья Селюженков: Уровень занятости специалистов и ученых в работах коллабораций меняется в зависимости от этапа подготовки и проведения экспериментов. Например, если специалист занимается разработкой электроники или детекторных компонентов, он участвует в подготовке строящейся установки или модернизации существующей. Ученым-экспериментаторам, занимающимся обработкой собранных данных и расчетом физических наблюдаемых, стоит участвовать в уже действующем эксперименте.
Поэтому студенты нашей группы в НИЯУ МИФИ, которых мы готовим для выполнения научных проектов на NICA и FAIR, сейчас проходят под нашим руководством стажировки на уже действующих установках: HADES, STAR и NA61/SHINE. Важно отметить, что опыт работы в одной и той же коллаборации над разными задачами сильно развивает кругозор студентов и молодых специалистов. Конечно, молодежь привлекают командировки в исследовательские центры, в частности зарубежные. Но я заметил, что большинству студентов нашей группы данная возможность интересна именно с точки зрения приобретения нового опыта и развития понимания того, как устроен научный процесс за рубежом, чтобы в дальнейшем применить эти знания для осуществления научных проектов в России.
ДРУГИЕ МАТЕРИАЛЫ #9_2021