Про любовь к физике и познанию мира
- 23.07.2024
Давид Попов учится на втором курсе магистратуры Новосибирского государственного университета (НГУ) и работает в Институте ядерной физики им. Г.И. Будкера СО РАН (ИЯФ СО РАН). Самую большую радость в жизни, по мнению Давида, человек испытывает в момент познания нового. Отсюда и его любовь к изучению мира и к физике. Давид участвует в разработке проекта ионного синхротрона с электронным охлаждением для ускорительного комплекса Института экспериментальной физики (РФЯЦ-ВНИИЭФ). Задача, над которой сегодня работает молодой специалист, состоит в изучении динамического вакуума в ионном синхротроне. Результаты работ по моделированию подтвердили, что для стабильного времени жизни пучка в бустерном синхротроне необходимо использование специального адсорбирующего покрытия – геттера. Данная работа заняла 3 место на Конкурсе молодых ученых ИЯФ СО РАН.
– Давид, расскажи, пожалуйста, как ты понял, что любишь физику и хочешь ей заниматься?
– Началось все, наверное, с любви не конкретно к физике, а к познанию мира. Мне кажется, что единственное, что приносит настоящую радость человеку, это момент, когда он узнает что-то новое. У меня это началось в самом раннем детстве, когда я искал ответы на вопросы об окружающем мире. О многом мне рассказывал мой дедушка. Например, как правильно сливать бензин из топливного бака (Смеется). Здесь тоже надо физику процесса понимать.
Я помню, как испытывал неподдельную радость от получения новых знаний. Со временем wow-эффект, конечно, стал проходить, потому что я узнавал все больше. Но когда в 8 классе отхватил двойку по физике, то задумался – как же так? Вроде все было просто и понятно. Тогда я прочитал книжечку, учебник по физике, наверное, Пёрышкина. Книжка мне очень понравилась, и я начал читать другие. После этого кроме них меня уже мало что интересовало в жизни.
– И двойку исправил?
– Двойки в школе быстро исправляются – если школьник учится, то он практически сразу достигает результатов. И тут меня начали отправлять на олимпиады у нас в Усолье-Сибирском, а я – занимать призовые места. На одной из олимпиад присутствовал представитель Физико-математической школы им. М. А. Лаврентьева при НГУ (СУНЦ НГУ), он предложил мне пройти небольшой экзамен, так я оказался в Летней школе СУНЦ НГУ.
На этом этапе я подумал, что физика – это точно мое, ведь я уже год ей успешно занимаюсь. Я пошел дальше – поступил в ФМШ. Нам преподавал в том числе академик РАН директор ИЯФ СО РАН Павел Владимирович Логачев, он много рассказывал про Институт, про его основателя Г.И. Будкера. В общей массе люди не знают, например, что идея встречных пучков, на которых вообще-то основана вся современная ускорительная физика, зародилась в России, и первый коллайдер ВЭП-1 был разработан и построен здесь в Новосибирске. Такие истории сильно цепляют. После ФМШ я поступил в НГУ, чтобы потом пойти работать в ИЯФ.
Магистрант НГУ Давид Попов. Фото Т. Морозовой.
В НГУ на физфаке нам преподавали сотрудники ИЯФ СО РАН: кандидат физико-математических наук А.В. Резниченко, заведующий теоретическим отделом Института доктор физико-математических наук А.И. Мильштейн, кандидат физико-математических наук И.С. Терехов и многие другие. Предметы нравились все, но большое влияние оказали статистическая физика, термодинамика, квантовая механика и электродинамика. В общем, учеба в НГУ еще раз подтвердила, что нужно идти в Институт ядерной физики.
– Как ты оцениваешь значимость научного руководителя в жизни молодого ученого?
– Вклад научного руководителя в жизнь будущего специалиста безусловно велик. Без научного руководителя вчерашний студент не сможет придумать себе нормальную задачу, за исключением тех, что в задачниках. Поставить задачу – самая важная функция научрука. А еще научный руководитель в некотором смысле садовод, следящий за тем, чтобы молодой растущий организм правильно питался и рос, в общем по возможности создает комфортные условия для научной деятельности.
– Расскажи, пожалуйста, о научной задаче, которую ты решал в рамках проекта синхротрона для ВНИИЭФ?
– ВНИИЭФ строит ускорительный комплекс для исследования воздействия ионизирующего излучения, смоделированного в лабораторных условиях, на различные образцы. ИЯФ СО РАН участвует в проекте и создает ионный синхротрон с электронным охлаждением. Основная особенность машины – работа с высоким спектром масс ускоряемых частиц, от протонов до висмута, что делает ее мультифункциональной. Я занимаюсь динамикой пучка, провожу на данном этапе расчетные работы по изучению необходимых условий для оптимального времени жизни пучка в ускорителе.
Дело в том, что в ускорителях тяжелых ионов средней и низкой энергии особое внимание уделяется процессам обдирки и рекомбинации ионов при взаимодействии с остаточным газом. Изменение удельного заряда иона приводит к искажению его траектории в дисперсионных промежутках. Таким образом, происходит потеря иона на стенке вакуумной камеры. В результате процесса ионно-стимулированной десорбции (выбивание молекул остаточного газа со стенок вакуумной камеры при гибели иона) концентрация остаточного газа в месте гибели локально увеличивается. Локальное увеличение концентрации приводит к увеличению потерь частиц, что может стать причиной быстрой гибели пучка.
– А сколько должен жить пучок?
– В проектируемом накопителе пучок не должен крутиться часами, для поставленных задач достаточно 30 секунд. Но если не создать необходимые вакуумные условия, то пучок будет гибнуть уже через 0,2 секунды. В своей расчетной работе я пришел к довольно естественным результатам и дополнительно обосновал ранее принятое техническое решение – чтобы остаточный газ не влиял на время жизни пучка, необходимо использование специального покрытия – геттера. Такой дополнительный слой на стенках ускорителя достаточно эффективно адсорбирует молекулы остаточного газа, не давая им взаимодействовать с ионами пучка, и препятствует образованию вакуумной неустойчивости.
– Что для тебя значит быть ученым? Это работа или стиль жизни? Может быть, хобби, за которое платят?
– Я бы не назвал это ни работой, ни хобби и даже стилем жизни бы не назвал. Это просто такая вот твоя жизнь. Ученым же становятся не потому, что обладают теми или иными компетенциями. Просто есть люди, которые чем-то заинтересовались когда-то, а есть те, кто не заинтересовался. Грубо говоря, кто любопытствует, а кто нет. Шанс, что тот маленький мальчик в шортиках откроет учебник физики, и он ему понравится, был очень невелик. Но тем не менее так случилось. Я думаю, что никто из тех, кто выбирает подобный путь, путь любопытствующего ребенка, не жалеют об этом. Ведь за это, действительно, еще и платят деньги.
Хотя и здесь есть свои проблемы. Например, вот надо тебе решить какую-то задачу, разобраться в проблеме, и ты в нее настолько погружаешься, что совсем перестаешь обращать внимание на окружающий мир. Иногда трудно уснуть, потому что организму больше интересна задача, чем сон, или можешь проснуться в три часа ночи, потому что придумал! И тут же разбудить такого же, как и ты, чтоб поделиться. ИЯФ в этом смысле идеальное место работы, потому что здесь всегда есть возможность обсудить научную задачу, попросить помощи, найти единомышленников.
– Чего бы ты хотел добиться в науке: сделать мир лучше, совершить открытие?
– Трудно сказать. Заниматься наукой, чтобы улучшить мир – это такой большой открытый философский вопрос. Имеет ли это смысл? Наукой можно заниматься просто так, а открытия или прорывы – это, конечно, хорошо, но совсем не обязательно.
Подготовила Татьяна Морозова