Женевские каникулы

5 НОЯБРЯ. Знакомство с ускорителями-2. Космология. Космические лучи. Камера Вильсона. "Ливни знаний". 20 лет открытий. Встреча с российским научным сообществом.

Начало занятий мы с Игорем "прогуляли", потому что договорились с директором ЛФВЭ Владимиром Кекелидзе встретиться на участке эксперимента NA62, куда из Дубны только что доставили очередной строу-детектор. Сейчас в сотрудничестве с коллегами из ЦЕРН там работают наши монтажницы из Дубны Марина Зайцева и Любовь Тарасова...

Встречаемся с нашей группой уже после обеда. Кстати, второй день идет затяжной дождь, так что лекции это то, что надо... Но независимо от погоды дисциплина в группе образцовая. В аудитории все до единого. Очевидна нацеленность участников школы на максимальное погружение в этот новый для них мир: ничего нельзя упустить, или, как писал Борис Пастернак, "во всем... дойти до самой сути"... Коллеги оживленно обсуждают уже второе знакомство с ускорителями - лекцию Александра Ерохина и основы космологии в изложении Дмитрия Горбунова. Георгий Шелков (ОИЯИ) отчитал перед обедом лекцию о космических лучах. И пока мало кто догадывается, какое представление ждет нас в Учебном центре и как это связано с последней лекцией...

Мик Сторр встречает нас, довольно потирая руки: "Послеобеденного сна не обещаю", - и когда все рассаживаются за лабораторными словами, начинает свой рассказ...

- Нас ждет большое приключение. Перенесемся в Шотландию, в 1911 год. Представьте, что вы известные физики и вышли на прогулку по живописным холмам, окутанным туманом. И иногда вас восхищают солнечные лучи, которые прорываются сквозь пелену тумана и причудливо освещают склоны холмов. И вам хочется воспроизвести эти световые эффекты в своей лаборатории. Все что вам для этого нужно, уже приготовлено. И сейчас вы соберете прибор, мы погасим свет и с помощью фонарика будем наблюдать, что же происходит в тумане...

Дальше начинается процесс сборки приборов из пластикового аквариума, плоского деревянного ящика, застланного пенопластом и фольгой, алюминиевой пластины, покрытой черной краской, с желобками по периметру. Необходимые ингредиенты - сухой лед и изопропиловый спирт. Наконец, все четыре команды готовы, приборы заполняются конденсатом, гасится свет, включатся фонарики и просвечивают затуманенные внутренности аквариумов... Экспериментаторы меняют углы освещения, напряженно всматриваются в то, что происходит внутри собранных ими приборов...

Сборка камеры Вильсона. Совместная работа сближает и увлекает...

Мик включает свет: "А теперь как физики вы должны рассказать, что увидели, и объяснить, что это было".

- Наша команда увидела треки пузырьков разной формы - или ниточки или волокна...

- Мы не знали, что наблюдали. Упорядоченное распределение капель тумана. Время от времени возникали плотные среды. Длинные, короткие и с развилинами...

- Дождик из мелких капель. Они медленно опускались на дно...

- Волнообразный туман на дне прибора. Клинообразные треки длиной 7-8 миллиметров...

Похоже, наши исследователи были близки к разгадке, и общими усилиями, умноженными на знание физических законов, вместе с Миком установили, что наблюдавшиеся треки были следами космических заряженных частиц, оставленными в перенасыщенном туманном облаке.

- Так кто, как вы думаете, лет через сто-двести внесет свой вклад в историю науки? - спросил Мик. - Может быть, ученики наших учеников?

От самодельных приборов - к современным методам изучения состава космических лучей, к программе "Ливни знаний". В этом проекте используются данные, получаемые на установке "Русалка", построенной в ОИЯИ. В компьютерном классе Георгий Шелков (на снимке) по принципу "делай как я" провел с участниками школы что-то вроде мастер-класса по овладению методикой анализа данных. Как и в современной науке, успешной оказывается работа в команде, когда программу исследований сообща выполняют, например, несколько участников школьного физического кружка или виртуального сообщества. Такой командой стали учителя физики. Важно, что в любой момент можно получить консультацию опытных специалистов - физиков ОИЯИ, создавших и сопровождающих этот проект. И участники школы ее получили из первых рук.

Вечером нас ждала новая встреча с Дмитрием Горбуновым в "Амфитеатре" (на снимке), и он рассказал о двух последних десятилетиях открытий в физике частиц и космологии, отмеченных Нобелевскими премиями. Аудитория выросла - пришли российские физики, работающие в ЦЕРН, и за накрытыми в фойе столиками вопросы и ответы продолжались допоздна... Олег Купрацевич из белорусского города Жлобин, что в Гомельской области, спросил у меня, не знаю ли, к кому обратиться, чтобы направить его бывшего ученика, а ныне подающего надежды студента-физика, в Дубну или ЦЕРН. Вернувшись в Дубну, я встречусь на сессии КПП ОИЯИ с профессором Николаем Шумейко, и он охотно откликнется на просьбу соотечественника...

Говорят участники школы

Проведенная в ЦЕРН неделя привела меня в совершенный восторг! Причины этого эффекта (по возрастанию значимости) попробую сформулировать. Швейцария (красиво!). Качественная организация действа (своевременность, четкость и добрая человеческая забота о нас организаторов. Полезные и интересные сведения, полученные на лекциях. Просто потрясающее качество работы (и подготовленности) лекторов. Не побоюсь этих слов (как физик), аура чистого разума, царящая в ЦЕРН.

Последний пункт можно расшифровать. Эта поездка стала настоящими "каникулами мозга". Это как умыться родниковой водой: общение с людьми, на порядки более умными, чем ты сам, очищает и облагораживает мозг. Порой даже просто постоять рядом с ними приятно. В данном же случае нам представился шанс прожить - неделю! - в городке, где все люди такие!

Михаил Балакин, Нижний Новгород.

Сбылась мечта: потрогать своими руками и увидеть своими глазами Большой адронный, о котором я так много слышал! За что огромное спасибо ОИЯИ и ЦЕРН, отдельное спасибо вам, Станислав Пакуляк и Мик Сторр! Лекции и экскурсии по научным лабораториям ЦЕРН, кроме большого объема новой информации, оставили ощущение грандиозности и важности фундаментальных исследований, позволили почувствовать их сложность и глубину. Особый интерес у меня вызвало детальное знакомство с устройством детекторов ATLAS и CMS, принципами их работы и методами обработки данных.

Вернувшись к работе, я начал делиться полученными знаниями и впечатлениями с коллегами и учениками. Несмотря на то что дети учатся в 7-8-х классах, мне удается по многим вопросам программы находить связи с фундаментальными идеями...

Виктор Клятченко, Москва.

Программа Школы была очень насыщенной, увлекательной, очень интересной, познавательной и разнообразной. Большое впечатление на меня произвело посещение CMS - одного из двух детекторов, на котором был открыт бозон Хиггса (второй - ATLAS). Пожалуй, даже фотографии не передают грандиозности сооружения! Масштабность эта вызывает уважение и восторг.

Хочется надеяться, что такая программа будет существовать еще долгое время.

Елена Антонова, Волгоград.

6 НОЯБРЯ. Знакомство с детекторами частиц. Вопросы и ответы. LHC и грид. В Компьютерном центре. Следопыты в Женеве. Вечер в "Эдельвейсе".

Судя по программе сегодняшнего дня, от ускорителей и коллайдеров, от теоретических представлений о современной физике частиц и космологии мы переходим к той важной составляющей, которая определяет качество получаемых физических результатов, а эксперименты поверяют теории. Сергей Смирнов, старший преподаватель МИФИ, работает в ЦЕРН с 1984 года, на проекте ATLAS. За эти без малого тридцать лет он и его коллеги, в том числе и наша дубненская группа, немало сделали для того, чтобы 4 июля 2012 года в "Амфитеатре" произошло то, что произошло. Однако этой эпопее предшествовали поиски и находки нескольких поколений многих ученых и специалистов, которые заложили основы современной экспериментальной аппаратуры, детекторов частиц высоких энергий.

Согласно всем дидактическим канонам, "повторенье - мать ученья". После перерыва и непременной чашечки кофе в буфете 40-го корпуса на вопросы участников школы отвечают Александр Ерохин, Дмитрий Горбунов, Георгий Шелков и Сергей Смирнов. Всех интересуют перспективы развития LHC. Первый сеанс коллайдера после апгрейда планируется провести в марте-апреле 2017 года на максимальной энергии 14 ТэВ, потом новая реконструкция, до 2020-2022 годов, и снова запуск... В дальнейших планах - поднять энергию до 16-18 ТэВ. Обсуждаются варианты создания электрон-позитронного коллайдера, для этого, возможно, потребуется прорыть тоннель под озером длиной 81 км. "Наши ученики будут строить!" - доносится комментарий из зала...

С чем можно сравнить стоимость проекта? Общая оценка для LHC порядка 5 миллиардов швейцарских франков, а, к примеру, стоимость установки ATLAS сравнима с ценой девяти километров трассы трамвая, недавно связавшей ЦЕРН с Женевой...

Как вы попали в науку? - прозвучал следующий вопрос, и лекторы поделились с заинтересованной аудиторией воспоминаниями, не забыв о роли школьных учителей, проштудированных книг, первых наставников в науке. Дмитрий Горбунов окончил 2-ю московскую физико-математическую школу, потом были ФМШ при МГУ, знакомство в 1992-м с Валерием Рубаковым на физфаке университета. В 1998 году узнал, что четверть выпускников физфака в науку не пошли, свои дипломы оставили в учебной части, устроились на хорошо оплачиваемые места.

Александр Ерохин родом из Забайкалья, из окраинной глубинки недалеко от границы с Китаем. До Новосибирска 3000 километров. Окончил заочно ФМШ, "лаврентьевский питомник" при СО РАН и Новосибирском университете. Уже со второго курса начал заниматься ускорительной тематикой в Будкеровском Институте ядерной физики СО РАН.

Сергей Смирнов окончил московскую школу с лингвистическим уклоном. Большое влияние на потенциального филолога оказала "Занимательная ядерная физика" К.Мухина. В МИФИ еще в студенческие годы попал в группу, которая сотрудничала с ЦЕРН.

Когда Георгий Шелков учился в Москве, физики в обществе по своему социальному статусу занимали примерно то же положение, что нынешние олигархи. Книги Даниила Данина, фильм Михаила Ромма "Девять дней одного года" были тем ориентиром, который определял мотивацию будущих ученых. С третьего курса Георгий Александрович уже работал в Дубне...

Вопросов было еще немало: и бытовых (кому в ЦЕРН предоставляют красивые белые машины?), и научно-философских (как вы относитесь к категории времени? Что такое черные дыры и кротовые норы?), и социально значимых (как ЦЕРН влияет на окружающую среду?).

Директор ЛИТ ОИЯИ Владимир Кореньков, насколько это возможно доходчиво, рассказывает в своей лекции о распределенной компьютерной системе грид, ее создании, развитии и эксплуатации. Конспекты участников школы дополняются новыми страницами, а вернувшись домой, они зайдут на сайт школы, чтобы еще раз наглядно "повторить пройденное" (записью всех материалов школы, которые будут выложены в сети, занимается сотрудник УНЦ Ирина Смирнова).

Засев уже в Дубне за расшифровку своего блокнота, я вдруг увидел не замеченную ранее в программе Школы ее стройность и логичность. От теории - к наглядному воплощению ее в практике. Конечно, вполне логично после 45-минутного знакомства с гридом побывать там, где в большом зале сфокусировано ядро этой системы, и услышать рассказ Юлии Андреевой (ЦЕРН) о тех непростых проблемах, которые решают специалисты ИТ и их "смежники". Из застекленной галереи мы смотрели на стройные ряды шкафов с бирками на латинице и представляли себе множество нештатных ситуаций, которые грозили этому большому церновскому мозгу, управляющему его нервной системой и переваривающему терабиты информации. Да, мало построить такую систему, надо предвосхитить все возможные нештатные ситуации, решить множество инженерных, эксплуатационных проблем.

Послеобеденная пешая прогулка по Женеве была весьма интригующей: школьники-учителя стали следопытами. Они снова разбились на небольшие группы и получили на руки маршрутные листы с указанием целей и вопросами, на которые в каждой точке надо было получить ответы. А мы просто прошлись по центру города, и не раз встречали наших спешащих сосредоточенных коллег с листами бумаги в руках. Или они нас обгоняли в нашей неспешной прогулке или мчались навстречу, то и дело сверяясь с картами и маршрутными листами... Впрочем, в одной точке мы "отметились" - в кафедральном соборе Святого Петра нашли ответ на вопрос, сколько стоит билет на колокольню, с которой открывается великолепная панорама Женевы. Но подниматься не стали - до закрытия смотровой площадки оставалось всего семь минут.

Так же не спеша по карте нашли Hotel Edelweiss, 2, Place de la Navigation. Постепенно на этой уютной площади собрались все наши, оживленно обмениваясь впечатлениями тура по историческим местам Женевы. В ресторанчике играл и пел дуэт музыкантов, звучали тирольские мотивы, фольклор альпийских пастухов, популярные мелодии. Кажется, не было такого инструмента, которым бы они не владели. Вплоть до трехметрового альпийского пастушьего горна, сыграть на котором отважились немногие, и мы с восхищением услышали, как некоторые из нас сумели выдуть на этом великане что-то похожее на мелодию... Мик сразу овладел ситуацией и с помощью Марины добавил немало положительных эмоций в наш более чем благожелательно настроенный коллектив. Команду учителей удачно разбавили лекторы, и вечер превратился в продолжение учебной программы, только теперь уже общались запросто, как друзья.

Говорят участники школы

Во-первых, огромное спасибо за возможность увидеть самому и услышать из первых уст, как делают великие открытия в фундаментальной науке. (Стало еще более очевидным, что наши учебники страшно устарели.) Во-вторых, раскрылась роль фундаментальной науки не только как "матери открытий", но и как великого конструктора технологий для повседневной жизни. Это особенно ценно для массовой школы. Мы увидели, что инженерная, конструкторская мысль не менее ценна, чем идеи великих теоретиков. В-третьих, мы восприняли ученых такими, какие они есть, - простыми и скромными профессионалами, стремящимися понять окружающий мир (и нас в том числе) и делиться имеющимся. В-четвертых, идея сделать камеру Вильсона теперь живет... Где найти "сухой лед" на Камчатке? В-пятых, просто покорили лекции Дмитрия Горбунова. Драйв по жизни от него так и исходит...

Дорогу Петропавловск - Москва и обратно мне оплатил министр образования и науки Камчатского края Тюменцев Виктор Леонидович. По приезде мы встретились, и более получаса он расспрашивал о том, что мне удалось увидеть (он по образованию физик, и ему действительно интересно!).

На своих уроках уже рассказываю о потребностях научных центров, об уровне квалификации, необходимом для занятия наукой. 21 ноября у нас в Петропавловске-Камчатском прошел семинар "Международная школа в ЦЕРН" для учителей физики города и для слушателей курсов повышения квалификации. Длилась встреча 2,5 часа. Учителя задавали много вопросов.

Валерий Курносов, Петропавловск-Камчатский.

По прошествии нескольких дней после школы все больше понимаю, что побывала в сказке... Здесь я получила возможность увидеть процесс научного творчества в огромном интернациональном коллективе и на сложнейших установках. Здесь хорошо организована просветительская, популяризаторская деятельность (плакаты, буклеты, макеты), вся информация доступна и понятна. Я навсегда запомню магические слова Мика: "Спасибо, что вы подарили нам неделю своей жизни, несите частичку магии ЦЕРН в классы, своим ученикам!" Я очень признательна этому солнечному человеку.

Кстати, я уже провела занятие по материалам ЦЕРН на заседании творческого объединения "Путь в науку" для 10-11-х классов и классный час в своем восьмом. Подготовила публикации в газетах "Староюрьевская звезда" и "Тамбовская жизнь".

Ольга Копылова, село Новоюрьево, Тамбовская область.

Евгений МОЛЧАНОВ,
фото Игоря БЕЛЬВЕДЕРСКОГО,
Женева - Дубна.