«Цель науки в том, чтобы у множества приборов осмысленно мигали лампочки»
- 01.10.2024
Старший научный сотрудник Института ядерной физики им. Г. И. Будкера СО РАН (ИЯФ СО РАН) кандидат физико-математических наук Александр Попов работает в лаборатории №2. Здесь специалисты занимаются разработкой детекторов для экспериментов в области физики элементарных частиц, отвечают за набор статистики и обработку данных, и в целом поддерживают ход экспериментов на электрон-позитронном коллайдере ВЭПП-2000 с детектором КМД-3. Путь в науку у Александра, как и у многих в новосибирском Академгородке, стандартный: летняя школа СУНЦ НГУ с последующим поступлением в Физико-математическую школу, учеба на Физическом факультете НГУ (ФФ НГУ) и работа в ИЯФ СО РАН. Отличие лишь в том, что путь этот Александр прошел со своим братом-близнецом – Сергеем Поповым. В своем интервью Александр рассказал о том, как они с братом стали учеными, почему он выбрал работу в области физики элементарных частиц, и решение каких научных задач приносит ему удовольствие.
Старший научный сотрудник ИЯФ СО РАН кандидат физико-математических наук Александр Попов. Фото Е. Койновой.
– Александр, расскажи, пожалуйста, как ты понял, что хочешь заниматься наукой? Одновременно ли вы с братом полюбили физику?
– Задачи стать учеными у нас никогда не было, скорее мы с Сережей просто плыли по течению. По результатам одной из олимпиад по физике нас обоих пригласили в Летнюю школу СУНЦ НГУ, а потом все шло, как и у многих в Академгородке: год в школе-интернате ФМШ, поступление без экзаменов на ФФ НГУ, работа в ИЯФ. На втором курсе физфака студенты выбирают кафедру, на которой будут специализироваться, вот на этом этапе мы с братом разошлись: он выбрал кафедру физики плазмы, а я – кафедру физики элементарных частиц. Кстати, изначально я хотел поступать на кафедру химической физики, но при рассмотрении заявлений о приеме на кафедры меня и мою зачетку каким-то образом перепутали с другим Поповым (не с братом, а с однофамильцем из курса), и эта зачетка, а, следовательно, и я не прошли конкурс на «химфизику», а следующим вариантом в моем заявлении стояла кафедра ФЭЧ.
– Один из моих вопросов был о том, путали ли тебя с братом-близнецом, а тебя перепутали с однофамильцем. И все же, были ли какие-то забавные случаи, связанные с тем, что вы похожи? Может быть, сдавали экзамены друг за друга?
– Случаев путаницы, которые бы привели к значимым результатам, я не помню, смысла сдавать экзамены друг за друга не было, потому что по большинству предметов особой трудности они для нас не представляли, проблемы были с английским, но у обоих сразу, не подменишь. Мы больше злили друг друга, когда один из нас разобрался в предмете, а другой – нет, или не так понял. Помогали друг другу, конечно. При этом была и конкуренция, например, в наше время считалось престижным успеть сдать месячные задания по курсам вперед всех и получить раньше всех зачет и допуск к экзамену.
Александр Попов с братом Сергеем Поповым. Фото Т. Морозовой.
– Братья и сестры – это всегда компания, а когда у тебя есть брат-близнец, что ты ощущаешь?
– Мне кажется, что именно из-за брата у меня речь не совсем правильная. В детстве мы очень много времени проводили вместе, и общались друг с другом не всегда при помощи правильной речи. Возможно, именно потому что Сережа всегда меня понимал, и мне не нужно было стараться правильно говорить, я до сих пор выговариваю не все буквы.
– Области физики, в которых вы работаете, мало пересекаются, а вы на работе пересекаетесь часто? Ходите ли друг к другу в лаборатории?
– Области вполне широко пересекаются, для некоторых экспериментов по физике плазмы я делал детекторы. Так же часто ходим друг к другу, интересуемся достижениями и полученными результатами, а иногда пользуемся возможностями лабораторий.
– Расскажи, когда у тебя случился первый педагогический опыт и ведешь ли ты сейчас преподавательскую деятельность?
– Мой первый педагогический опыт был в школе. Я помогал преподавателю по математике принимать зачеты по геометрии у одноклассников. Тогда я осознал, что, если человек что-то не понимает в задаче, и, кажется, что совсем простые вещи не понимает, это не его вина или недостаток, тем более не повод его как-то унижать, просто ему это дается значительно сложнее. Эта мысль всегда была со мной, пока я преподавал на физфаке НГУ и в ФМШ.
Мне нравилось преподавать, я ответственно к этому относился, я давал студентам дополнительные задания, назначал дедлайны для сдачи «месячных» задач. Спустя какое-то время стало тяжело себя заставить тратить время и силы на такую подготовку к занятиям. Сейчас я не преподаю.
Александр Попов с братом Сергеем Поповым. Фото Е. Койновой.
– Образно, цель науки в том, чтобы у множества приборов осмысленно мигали лампочки. Именно ученый, не чиновник, придумывает условную научную установку, составляет правильное техническое задание на ее изготовление, отслеживает, чтобы по его ТЗ промышленность выпустила прибор, который разовьет технологию, которая в дальнейшем принесет практическую пользу для широких масс. Фундаментальная наука ушла в такие области, что полученные там результаты, скажем, какие-нибудь адронные поправки в аномальный магнитный момент мюона, никак не влияют на стоимость смартфона или на его энергоемкость. Но технология, которая выйдет из фундаментального знания, сделает это. Не случайно многие страны борются за то, чтобы какой-то научный эксперимент проводился на их территории, за то, чтобы деньги вкладывались в выполнение заказов на их заводах и предприятиях.
Научные эксперименты – это одна из возможностей развивать технологии для прикладного использования. Поэтому, очень хорошо, когда исследования в области фундаментальной науки проводятся на территории собственной страны и оборудование для них производится на ее же заводах, а не покупается в Китае или где-то еще.
– Эксперименты на электрон-позитронном коллайдере ВЭПП-2000 с детекторами КМД-3 и СНД как раз направлены на развитие фундаментальной науки, и там очень много осмысленно мигающих лампочек. Расскажи, пожалуйста, о планах по модернизации ускорительного комплекса? И как ты и твои коллеги задействованы в этих работах?
– В планах работ по модернизации ускорительного комплекса – апгрейд многих систем детекторов. Это позволит нам получать более точные и новые результаты. Одна из первостепенных задач для нас – заменить дрейфовую камеру детектора КМД-3. В старой накопилось достаточно проблем, которые долгое время удавалось обходить, но сейчас нет никакой уверенности, что в какой-то момент ее системы просто не откажут. Новая дрейфовая камера будет проектироваться с учетом всех современных технологий, как по материалам, так и по элементной базе электроники. Избавившись от каких-либо источников помех или подавив их влияние, мы сможем получать более точные результаты.
Например, одна из физических задач нашего эксперимента – измерение формфактора пи-мезона. Рождения пары пи-мезонов является основным процессом, который дает вклад в теоретический расчет величины аномального магнитного момента мюона (g-2) _mu. Сравнивая это значение с измеренным в экспериментах, можно понять, есть ли влияние Новой физики, или все самосогласованно со Стандартной моделью. Вот для этого и нужно с высокой точностью знать сечение электрон-позитронной аннигиляции в пару пи+ пи-. Сейчас наша точность ограничивается как раз качеством дрейфовой камеры, поэтому ее и нужно переделать.
– Изменится ли физическая программа коллайдера ВЭПП-2000 после модернизации?
– С большой вероятностью именно эксперименты по измерению события пи+ пи- аннигиляции станут основными. Светимость коллайдера ВЭПП-2000 сейчас уже настолько высока, что превышает тот теоретический предел, который закладывался при проектировке установки. Параметр светимости позволяет нам проводить подобные эксперименты в течение одного года. Дальше, конечно, встанет вопрос обработки данных, потому что этот процесс занимает значительно больше времени, чем их запись. Здесь наша скорость зависит от качества данных и степени знания детектора. После модернизации детектор сильно обновится, и многие нюансы его работы выяснятся далеко не сразу. Бывает, что десять лет статистику писали, а на десятый год выяснилось, что нужно внести какую-то поправку, которая довольно значимо сдвигает результат. Многие вещи предугадать просто нельзя, потому что, как и коллайдер, детекторы – это не серийное, а штучное изделие. Почти наверняка и у нас в процессе возникнет что-то, что потребует уточнения или даже переделки.
Братья Поповы. Фото Е. Койновой.
– Интересен ли эксперимент по измерению сечения пары пи-мезонов?
– Все зависит от отношения. По Мильштейну (А.И. Мильштейн – доктор физико-математических наук заведующий теоретическим отделом ИЯФ СО РАН) все научные задачи делятся на три типа: нужные и интересные/ интересные, но ненужные/ нужные, но неинтересные.
Лично моя точка зрения, что эксперименты по измерению сечения пи+ пи- нужны, но неинтересны. Этим заниматься нужно, потому что, вообще говоря, ускорительный комплекс ВЭПП-2000 – это единственное место, где можно это сделать с высокой точностью и приблизиться к точности самого экспериментального значения (g-2)_mu. Есть проекты в мире, которые могут измерять подобные состояния, но это только проекты, и систематическая точность их пока непонятна. А вот из действующих установок в области энергии до 2 ГэВ – только мы.
– А какие задачи ты считаешь интересными?
– На мой взгляд, в нашей области энергии интересны эксперименты по измерению динамики многочастичных процессов. Например, рождается у нас в конечном состоянии электрон-позитронной аннигиляции шесть пи-мезонов. Все они рождаются не из одной точки, существуют какие-то промежуточные частицы, несимметрично разлетающиеся, взаимодействующие по каким-то своим законам. Научиться извлекать информацию о таких процессах – нетривиальная и интересная задача, но еще интереснее научиться строить теоретические модели этих процессов.
Еще из интересного я бы назвал изучение рождения нуклон-антинуклонных пар (протон-антипротон, нейтрон-антинейтрон). Они рождаются в нашей области энергии, и мы можем измерять их от порога рождения и выше. Нуклон-антинуклонные пары достаточно медленные, поэтому в них присутствуют эффекты взаимодействия в конечном состоянии, которые дают существенный вклад и влияют на их параметры. Подобрать универсальные способы описания таких взаимодействий, которые можно было бы использовать для нуклон-антинуклонных пар в других областях энергии, также было бы очень интересно.
Александр Попов. Фото Е. Койновой.
Часто возникают какие-то побочные экспериментальные задачи. Году в 2012 перед нами, как перед участниками эксперимента MEG, встала задача по измерению интенсивности и формы низкоэнергичного пучка мюонов. Мюоны пучка настолько мягкие, что в любом веществе моментально останавливаются и поглощаются. Потребовался метод, который бы и с высокой координатной точностью позволял измерить параметры пучка, и не поглощал его. Для решения проблемы была разработана технология производства сверхтонкого люминофора, который не поглощал столь мягкие мюоны. Долгое время наш люминофор использовался на пользовательских станциях ЦКП «Сибирский центр синхротронного и терагерцового излучения», где малая толщина позволила получить высокое координатное разрешение. С его помощью специалисты проводили томографию разных объектов с микронным разрешением, например, для определения структуры композитных материалов и для изучения строения головы мушки дрозофилы. Такой приятный побочный эффект от основной научной деятельности.
Подготовила Татьяна Морозова