Во втором классе Андрей Серяков прочитал шесть томиков о Конане-варваре Роберта Говарда и бесповоротно увлекся фантастикой и фэнтези. А когда понял, насколько человечеству еще далеко до телепортаций и межзвездных перелетов, то поставил себе цель — сделать технологии более доступными. В новом выпуске регулярной рубрики T&P молодой ученый объясняет, чем занимаются на Большом адронном коллайдере, почему утечка мозгов — это нормально и чем хороша работа Илона Маска.

Где учился: окончил магистратуру физического факультета СПбГУ (кафедра высоких энергий и элементарных частиц)

Что изучает: исследование фазовой диаграммы сильно взаимодействующей материи

Особые приметы: сотрудник лаборатории физики сверхвысоких энергий СПбГУ (LUHEP), участник эксперимента NA61/SHINE в Европейской организации по ядерным исследованиям (ЦЕРН), ранее решал задачи для экспериментов ATLAS и ALICE на Большом адронном коллайдере, создатель паблика «ЦЕРНач»

Когда я переехал в Питер и поступил в Академическую гимназию (школу при СПбГУ, которая предоставляет общежитие иногородним), мне нужно было выбрать научное направление — физико-математическое или химико-биологическое. С химией у меня все было очень плохо, поэтому выбрал первое. В десятом классе занимался вихревыми кольцами в воде, изучал процесс замерзания льда в стакане и собирал фотоаппарат без линз пинхол. Я из Ивановской области, и мое появление в Питере — случайность. С таким же успехом мог бы поступить в Москву. Но годом ранее девушка из моей школы переехала в Питер, и благодаря ей я узнал о возможности поступить в АГ. Тогда с интернетом было не так хорошо, как сейчас, и я даже не подумал искать альтернативу. Как бы сложилась моя судьба, будь я в столице, не знаю. Наверное, учился бы в Физтехе.

Уже на втором курсе физфака СПбГУ я понял, что не хочу заниматься теоретической физикой и всю жизнь решать интегралы. Мне хотелось проводить эксперименты, поэтому с середины второго курса я пошел в лабораторию физики сверхвысоких энергий — это путь в передовую науку, ЦЕРН (Европейская организация по ядерным исследованиям. — Прим. ред.). Ученым осознал себя уже в конце учебы, когда начал заниматься серьезными исследованиями в своей области, но если бы не увлечение фантастикой, сейчас все было бы по-другому.

На эксперименте NA61/SHINE мы занимаемся изучением кварк-глюонной плазмы (КГП) — нового агрегатного состояния вещества, в котором, по версии ученых, находилась Вселенная в первые доли секунды после Большого взрыва. Кварк-глюонная плазма уже несколько лет успешно изучается на ускорителях LHC, RHIC и SPS, но проблема в том, что мы не знаем, как она появляется, как устроен переход между обычной материей, состоящей из адронов (собранных кварков), в большой кварк-глюонный мешок. Существует много разных моделей, которые описывают этот переход. Если представить, что адроны — это лед, а кварк-глюонная плазма — вода, то где та нулевая температура, которая позволяет превращаться «льду» в «воду»? Или это определенный промежуток температур? Наша цель заключается как раз в том, чтобы узнать, как устроен данный переход.

Мы работаем на SPS (Super Proton Synchrotron) — малом кольце Большого адронного коллайдера — и изучаем регион энергий (или фазовой диаграммы), где, возможно, происходит переход из обычной материи в кварк-глюонную плазму. У нас большая программа сканирования: если на БАКе сталкивают только протоны и ядра свинца, то мы экспериментируем с шестью рабочими энергиями и разными сталкивающимися системами (протонами, ядрами бериллия, аргона, ксенона и свинца). Изменяя систему таким образом, сканируем диапазон температур, при котором происходят столкновения. В подобных экспериментах протоны и ядра разгоняются до скоростей, которые лишь на несколько метров в секунду меньше, чем скорость света, а в момент столкновения вся запасенная кинетическая энергия, по заветам дедушки Эйнштейна, переходит в энергию (массу) новых рожденных частиц, которые улавливаются детекторами. Мы надеемся найти некие знаки, что в какой-то момент произошел фазовый переход — когда при определенной температуре характеристики создаваемой в результате столкновений новой материи резко поменялись. Надеемся, что сможем найти фазовый переход между адронной материей (протонами и нейтронами) и кварк-глюонной плазмой.

Весной 2015 года мы провели эксперименты по столкновению пучка ядер аргона с мишенью из скандия. Через три месяца я приступил к их анализу — начал чистить полученные данные на компьютере, собирать статистику, выбирать определенные величины и строить зависимости: если какая-то величина изменит свое поведение, значит, в этом месте что-то есть. Цель данного анализа — найти критическую точку (мы не только изучаем фазовый переход обычной материи в КГП, но и пытаемся нащупать эту точку, если она существует). Для меня было рискованным шагом начать заниматься анализом аргона и скандия, поскольку до этого я занимался периферийными вещами. Конечно, знал, что там можно найти критическую точку и что это ведущий анализ для коллаборации, но принять эту работу было большой ответственностью.

«Моя цель — приблизить человечество к звездам. Будет круто, если домохозяйки за кухонным столом начнут обсуждать свежие открытия в науке»

Мы не всегда находим то, что ищем или предполагаем найти. Поэтому от нас часто можно услышать неопределенные «что-то есть», «по нашим представлениям» и так далее. Надо ли что-то исследовать, когда есть определенность и все понятно? Например, мы вообще не знаем, что такое темная энергия, но если об этом не говорить, мы никогда не займемся ее исследованием. Науке необходимо рассказывать о своих открытиях и объяснять непонятное.

Я не верю, что открытия происходят случайным образом. Чтобы осуществить грандиозный прорыв, нужно много чего двигать. Моя цель глобальная — приблизить человечество к звездам. Выступая на слэмах и ведя блог, я делаю науку популярнее. Будет круто, если домохозяйки за кухонным столом начнут обсуждать свежие открытия в науке: тогда человечество существенно продвинется вперед во всех отношениях.

Установка ALICE

Установка ALICE

На меня производит большое впечатление Григорий Александрович Феофилов — заведующий лабораторией физики сверхвысоких энергий СПбГУ, благодаря которому она является одной из самых передовых в мире. И то, что я работаю в таком крутом месте, — наверное, одна из причин, почему я еще не уехал за границу. На четвертом курсе у меня был переломный момент, когда в университете было скучно и неинтересно, я думал сменить род деятельности, но остался благодаря работе в лаборатории, где все было живо.

Во-первых, чтобы жить в России, ученым необходимо финансирование. Исследователи уезжают из страны банально из-за недостатка денег, а те гранты, которые у нас есть сейчас, очень нестабильны. Во-вторых, мировое научное сообщество устроено так, что человек может защитить бакалавра в одном университете, магистра — в другом, и получить PhD в третьем. Это очень полезно как для ученого, так и для лабораторий, куда он привозит новые идеи. Утечка мозгов — это нормально и правильно, но проблема в том, что в нашу страну ничего не притекает. В России нет условий, например, для получения PhD иностранными студентами. Нужно полностью переходить на мировую систему образования.

Ученые на 99% совершенно асоциальные люди, поэтому мне сложно сказать, кто является для меня примером. Мне не хочется быть кем-то. Я могу восхищаться лишь идеями — специальной теорией относительности Эйнштейна или теорией квантовой механики. Но есть человек, который двигает мою мечту о звездах. Это Илон Маск — человек, который воскресил в людях идею о покорении других планет. Наблюдая за его успехами, я понимаю, что это не просто идея: у него, у всех нас есть все шансы ее осуществить. Если я когда-нибудь решу, что с физикой покончено, то получу американское гражданство и пойду к нему работать. Шутка.

Большой адронный коллайдер (LHC) в ЦЕРНе

Большой адронный коллайдер (LHC) в ЦЕРНе

Ученым нужно становиться хотя бы потому, что заниматься наукой — интересно. Меньше рутины, ты ставишь задачи в передовых областях, постоянно учишься и думаешь об актуальных концептах, мозг постоянно настроен на восприятие чего-то нового. Есть знаменитая фраза «Ученый — это тот, кто не убил в себе ребенка», которая подтверждает мое мнение, что любопытство — это секрет работы в науке. Всегда нужно помнить, почему вы выбрали определенный факультет, направление, почему занимаетесь исследованием именно здесь. Чтобы не было «за деревьями не видно леса», чтобы вы всегда видели этот лес. Необходимо напоминать себе о важности своего дела.

В моих ближайших планах — продолжить работу на эксперименте NA61/SHINE, популяризировать науку, получить PhD и полететь на Марс.

Книги, которые советует Андрей:

  • Л.Б. Окунь. «Элементарное введение в ...

    Л.Б. Окунь. «Элементарное введение в физику элементарных частиц»

  • Caroline Webb. «How to Have a Good Day»

    Caroline Webb. «How to Have a Good Day»

  • Стивен Левитт, Стивен Дабнер. «Фрикономика»

    Стивен Левитт, Стивен Дабнер. «Фрикономика»

Фотографии предоставлены Андреем Серяковым