Часть 2. Научный интенсив

Весна на Камчатке, говорят гиды, приходит стремительно — растения торопятся в непредсказуемом климате выпустить листья, как только потеплеет. Несколько дней — и все зеленое. С такой же скоростью прошла школа по физике элементарных частиц и смежным темам — пять дней интенсивного получения новых знаний: лекции и обсуждения, физический практикум, экскурсии, обмен мнениями и опытом.

Часть 1. Знакомство

Часть 3. Послесловие

По словам организаторов, эту школу нельзя назвать ни сугубо научным мероприятием, ни чисто популярным. Это нечто среднее. Содержание лекций ориентировано на широкий круг слушателей — студентов, аспирантов, молодых научных сотрудников, причем не только физиков, но и смежных специальностей: прикладных математиков, программистов, инженеров, а также на учителей физики. Лекции были подготовлены и прочитаны научными сотрудниками ОИЯИ, которые принимали участие в крупнейших экспериментах ведущих научных центров мира, составляли научные программы, читали курсы лекций в вузах страны и за рубежом. Каждая из лекций содержала исторический экскурс, многочисленные примеры применения научных знаний и технологий, иллюстрации экспериментальных установок.

Образовательная часть школы началась с вводной лекции И.Иванова «Мир элементарных частиц». Вспомнили историю познания микромира: открытие радиоактивности, как возникали представления об атомном ядре. Был дан обзор инструментария ученых-ядерщиков — от микроскопа до крупнейших ускорительных комплексов. Объяснялось устройство Стандартной модели, какие процессы она описывает достаточно точно, а где требуется Новая физика.

Дмитрий Наумов (ЛЯП) прочитал лекции о физике нейтрино. В них рассказывалось о предсказаниях, гипотезах, предшествующих открытию частицы, изучению ее разновидностей и свойств. Были представлены способы регистрации, необычные экспериментальные установки, которые создаются по всему миру. В том числе был представлен проект с участием ОИЯИ «Байкал — ГВД».

Степан Шиманский (ЛФВЭ) представил лекции «Введение в физику ядра» о том, как физики изучают материю, открывают частицы и их взаимодействие. Было рассказано о первых реакторах, Атомном проекте, открытии антисигма-минус-гиперона, сделанном в ОИЯИ. Вторая часть была посвящена релятивистской ядерной физике, кумулятивным процессам, видам ускорителей, а также мега-сайенс проекту NICA, кварк-глюонной плазме и физическим явлениям, которые планируется изучать в Дубне.

Из лекции Игоря Бойко (ЛЯП) «Эксперимент в физике частиц» слушатели узнали о современной классификации элементарных частиц, методах и приборах для их регистрации — от камеры Вильсона до адронных калориметров, от газовых счетчиков до грандиозных мюонных систем, а также о крупнейших экспериментах на LHC, крупных коллайдерах прошлого и настоящего, о планах ученых по созданию новых грандиозных установок.

Валерий Швецов (ЛНФ) прочитал лекции «Физика нейтронов: фундаментальные исследования и практические применения». Подробно рассказывалось о нейтронах, их поведении в разных диапазонах энергий, свойствах и поведении в гравитационном поле, а также о базовой установке ИБР-2, возможностях приборной базы ректора для исследований структуры и физических свойств объектов, в том числе современных материалов.

Лекция Андрея Шешукова (ЛЯП) «Прикладные применения элементарных частиц» была посвящена мюонной радиографии — зарождению метода и его применению. В частности, для исследования вулкана Асама в Японии, древних катакомб под Неаполем, мюонной археологии в крепости Нарын Кала (Дербент), исследовании ледника в Альпах.

Две лекции были посвящены Дубне и ОИЯИ. Заместитель директора ЛЯП Д.Наумов рассказал о местности, истории создания Института, научных проектах и международном сотрудничестве. А технический директор компании «ИнтерГрафика» Никита Сидоров представил мультимедийный обзор о работе базовых установок, суперкомпьютера, флагманских проектах Института.

Активность и заинтересованность слушателей выражалась в задаваемых вопросах, из-за которых организаторы то и дело выбивались из графика. Учителя говорили, что некоторые презентации — это готовые уроки по ядерной физике, скачивай и рассказывай в школе. Кроме того, что называется, из первых уст, они узнали, какие проблемы современной науки можно достоверно объяснить уже сейчас, а какие требуют еще доказательств и подтверждений.

Надежда Тукова, преподаватель физмат лицея №38 из Нижнего Новгорода: «Получается, что благодаря таким школам ты несешь детям именно живую науку. Это очень важно. Конечно, при высоком уровне преподавания нелегко сразу включится и осознавать материал. Но это тоже хорошо, есть пища для ума, пища для развития. Это дает стимул двигаться вперед… Здесь мы узнаем те самые вещи, которых не хватает в учебниках. Я очень рада, что сюда попала, и разрываюсь между желанием посмотреть Камчатский край, он очень красивый, и желанием послушать, о чем будут говорить, как это будет обсуждаться. Даже спор между учеными — это для нас очень интересно».

Павел Александров, преподаватель физмат лицея №239, Санкт-Петербург: «Понятно, что здесь происходит некоторое повышение квалификации, и скорее это связано с расширением кругозора учителя. Ты знакомишься с людьми, которые работают на передних рубежах науки. Очень интересно с ними общаться. Это не значит, что я смогу на таком же уровне своим воспитанникам преподать предмет. Но, по крайней мере, это упрочняет меня в своих позициях как учителя, несущего эту науку… Здесь всегда есть чему удивиться. Например, я узнал совершенно новое для себя — что существует метод мюонного сканирования различных объектов. В частности, вулканов или ледников. Он интересен тем, что мюоны посылает нам сама природа, нужно только грамотно разместить датчики, принять сигнал и расшифровать его. В свое время я заканчивал технический вуз по направлению «ядерная физика», и многие темы мне близки по духу. Особенно нейтронная физика, доклад Валерия Швецова о холодных нейтронах».

Для научных сотрудников, уже находящихся в среде, где обсуждаются научные события и проекты, лекции демонстрировали, как быстро развиваются исследования в области ядерной физики, какие применяются технологии. Иван Стасий, ведущий инженер ИКИР ДВО РАН: «Лекции были просты для понимания и безумно интересны, за исключением первой вводной. Она была кратким пересказом курса физики, который я слушал в институте. Поэтому ничего нового мне не дала…» — И на вопрос, к чему лекции, ведь есть интернет, Иван отвечает: «Знания, конечно, можно почерпнуть в интернете, но нужно ведь к этому иметь интерес. А для того чтобы иметь интерес, необходимо представление о том, что ты будешь искать, только тогда будешь двигаться в нужном направлении и развиваться».

И, конечно, больше всего интересовало организаторов, как воспринимают лекции студенты и аспиранты КамГУ, обучающиеся по специальности прикладной математики и информатики, ведь, казалось бы, физика не связана с их будущей профессией.

Глафира Сковпень, студентка 3-го курса: «Не совсем так. Если есть какие-то физические модели, нужны расчеты — это, в принципе, как раз к нам. К сожалению, у нас нет физики, а ведь это очень интересная наука. Часы урезаются, предметы в основном по специальности — математика и программирование. И для изучения физики я готова участвовать в таких школах — оторваться от учебы, уехать из города… В лекциях есть материал, который мне известен, я сама читала. А есть абсолютно новый, например по экспериментам в ОИЯИ. Оказалась очень интересной также лекция по использованию мюонов».

Евгений Казаков, аспирант 2-го года обучения: «Я математик, и мне сложно включиться в работу, некоторых вещей я просто не понимаю… Формат школы устраивает, довольно-таки интересно, но тематика должна меняться. Я для себя некоторые вещи отметил, чтобы в дальнейшем ознакомиться и понимать, о чем идет речь».

Алина Солдатова, студентка 2-го курса: «Я училась в физико-математическом классе буквально три года назад. И учитывая, сколько появилось новостей по исследованию нейтрино, — представление об этом стало гораздо шире. Всего за три года наука ушла далеко вперед. Я сидела на лекциях и думала — где я была эти три года, что все это пропустила? Школа произвела очень большое впечатление, с каждой лекцией слушать было все интереснее».

Ответные короткие презентации подготовили слушатели. В качестве комментариев к сообщениям звучали приглашения в ОИЯИ — прочитать доклад о своих исследованиях или продолжить изыскания, на базе Объединенного института. Доклады сотрудников ИКИР были посвящены исследованию высокочастотной геоакустической эмиссии на Камчатке (Александра Солодчук) и применению глубокого обучения для распознавания геофизических структур (Владимир Мочалов). Дмитрий Твердый (Кабардино-Балкарский научный центр РАН, Нальчик) сделал математический доклад — о задаче Коши для уравнения Рикатти. Молодой ученый ОИЯИ Анастасия Калиткина рассказала об использовании программного пакета GNA для моделирования нейтринных экспериментов. Доклад Надежды Туковой был посвящен роли школьного исследовательского проекта в индивидуальном развитии ребенка. Преподаватель Образовательного комплекса градостроительства «Столица» Гулия Шарипова говорила о необходимости использовать новейшие научные знания в работе преподавателей физики.

Николай Анфимов и Александр Селюнин (ЛЯП) провели лабораторный практикум по дозиметрии и гамма-спектроскопии, чтобы познакомить слушателей с оборудованием, которое используется в ядерной физике. Были продемонстрированы методы регистрации излучений при помощи фотоэлектронного умножителя, сцинтилляционного счетчика. При помощи разработанных и изготовленных в ОИЯИ двух стендов, основанных на сцинтиляционных счетчиках с NaI-кристаллом и фотоумножителем, АЦП с выборкой по времени проводились измерения спектров от радиоактивных веществ, продающихся в магазинах. Это калийное удобрение, которое всегда содержит радиоактивный калий-40, вольфрамовые сварочные электроды WT-20, легированные природным торием. В практикуме исследовалась также доза, получаемая человеком от естественного фона. Результаты оказались в хорошем соотвествии с показаниями поверенного персонального индикатора радиоактивности RadiaScan 701A.

Научную программу школы завершил доклад Бориса Шевцова (ИКИР) «Турбулентность и скейлинг волновых движений как основа современных представлений о динамике Вселенной», где был дан обзор ведущихся в ИКИР исследований, их актуальности и перспективах.

А познавательная программа была продолжена на экскурсии в Петропавловск-Камчатский. Город расположен на сопках, сбегает улицами и строениями к Авачинской бухте Тихого океана, второй по величине в мире. Как и вся Камчатка, столица края парадоксальна и неожиданна. Прямо в центре — пресноводное озеро. Названия жилым кварталам даны по удалению от центра — 7-й километр, 10-й… Дороги своеобразные — огибают возвышенности, петляют, а строились так, чтобы могли разъехаться две собачьи упряжки. Ближайшие к городу вулканы называют домашними: Козельский, Авачинская и Корякская сопки. С какой точки ни посмотри — либо кратеры вдалеке, либо линзовидные, похожие на НЛО, облака. Особым удовольствием стала возможность «прикоснуться» к Тихому океану. Тогда еще никто не предполагал, сколько соленой воды придется нам почувствовать на себе всего лишь через пару дней…

• 
• 
• 

(Окончание следует)

Галина Мялковская, Еженедельник ОИЯИ
фото автора