Учёные Томского государственного университета выиграли мегагрант правительства РФ на реализацию научного проекта в области физики высоких энергий. Исследователи займутся моделированием детекторов и физических процессов для экспериментов на российском адронном суперколлайдере NICA, построенном в Дубне для изучения тайн возникновения Вселенной. Одна из задач проекта ТГУ – перенести в российскую науку международный опыт, который получили учёные Томского госуниверситета, участвовавшие в прорывных научных экспериментах на Большом адронном коллайдере.
– Коллайдер NICA (Nuclotron based Ion Collider fAcility) — это один из крупнейших международных научных проектов, реализуемых в России, – рассказывает заведующий лабораторией анализа данных физики высоких энергий, декан физического факультета ТГУ Сергей Филимонов. – На этом коллайдере будет проводиться большое количество разных научных экспериментов для изучения свойств Вселенной в первые доли секунды после Большого Взрыва.
В проекте – четыре взаимосвязанных научных направления. Первое – это моделирование детекторов частиц. Его руководителем стал признанный эксперт в этой области, учёный ТГУ и ЦЕРН Владимир Иванченко – один из основных разработчиков пакета программ Geant4, который используется для моделирования прохождения элементарных частиц через вещество. Причём, не только в физике высоких энергий, но и других областях, например в медицине при индивидуальном подборе параметров радиационной терапии онкологических заболеваний.
Второе направление проекта – анализ больших данных в экспериментах мегасайенс, разработка новых суперэффективных методов анализа данных с использованием ИИ и машинного обучения. Третье – особая область экспертизы ТГУ, с которой лаборатория входила в проекты ЦЕРН: разработка и тестирование электроники сбора данных для детекторов частиц. Этот опыт будет востребован и в экспериментах на коллайдере NICA. Четвёртое направление – применение инструментов и технологий, используемых в области физики высоких энергий, для решения задач в других областях.
– Например, в нашей лаборатории реализуется проект, в котором мы используем методы физики высоких энергий для предсказания свойств облаков верхнего яруса атмосферы, – объясняет Сергей Филимонов. – Другой пример: электроника, которую мы разрабатываем для сбора данных в наших физических экспериментах, находит применение в нефтяной и газовой промышленности, в космической отрасли, радиационной медицине.
В задачи проекта ТГУ также входит подготовка специалистов для работы в новых научных проектах уровня мегасайенс в России.
Как отмечает ведущий научный сотрудник лаборатории анализа данных физики высоких энергий ТГУ и ЦЕРН Ирина Шрайбер, ученым, участвующим в экспериментах класса мегасаейнс, предъявляются особые требования:
– Они должны обладать глубокими знаниями в своих областях и уметь решать сложнейшие научные и технические задачи. Они должны быть страстными энтузиастами, горящими своей работой и искренне верящими в то, что делают. Они должны быть готовы работать долгие часы, преодолевая трудности на пути к достижению цели. И они, несомненно, должны уметь работать в команде, потому что мегасайенс-проекты – это большие коллективы, состоящие из специалистов разных национальностей и культур. Говоря простым языком, физики, работающие в проектах мегасаенс, – это настоящие супергерои науки. Они должны быть и программистами, и специалистами по ИИ, и инженерами. Для этого нам нужны новые образовательные программы, которые обеспечат быстрое формирование необходимых компетенции у наших студентов и аспирантов.
Старт первой программы состоится в начале 2025 года. В дальнейшем планируется создание профильных образовательных модулей для программ бакалавриата и магистратуры.
Основными партнерами проекта выступают Объединённый институт ядерных исследований (Дубна) – крупнейший центр мирового уровня в области ядерной физики и физики элементарных частиц, который объединяет сотни учёных из более 30 стран мира, и Институт ядерной физики СО РАН (Новосибирск).
Напомним, недавно Томский госуниверситет вошел в межвузовский консорциум по взаимодействию с Центром коллективного пользования «Сибирский кольцевой источник фотонов» (СКИФ). Вместе с партнерами по консорциуму ТГУ будет проводить исследования и готовить специалистов для работы на новом синхротроне.
Добавим, что мегапроект «Моделирование экспериментов и анализ больших данных в физике элементарных частиц», реализуемый ТГУ при поддержке правительства РФ, рассчитан на пять лет.
Для справки: Лаборатория анализа данных физики высоких энергий ФФ ТГУ создана в 2018 году при поддержке мегагранта правительства РФ. Сотрудники лаборатории принимают участие в крупнейших международных проектах в области физики частиц.