В коллаборации с Китаем

Диссер. Точка. Есть

10 октября в Лаборатории ядерных проблем состоялась защита кандидатской диссертации "Измерение угла смешивания ₁₃ и расщепления масс нейтрино m²₃₂ в эксперименте Daya Bay". Молодой сотрудник Максим ГОНЧАР выполнил эту работу под руководством заместителя директора ЛЯП Дмитрия Наумова и согласился поделиться опытом и впечатлениями с читателями нашей газеты.

- В чем заключается основная научная идея и ваше участие в эксперименте?

- В эксперименте Daya Bay исследуются электронные антинейтрино, излучаемые ядерными реакторами. Существует красивый квантовый эффект - осцилляции нейтрино. Он заключается в том, что нейтрино могут изменять свой тип на пути от источника к детектору. Вероятность перехода изменяется циклически с расстоянием, а также отличается для нейтрино разных энергий. В эксперименте Daya Bay используются 8 детекторов, наблюдающих поток электронных антинейтрино на расстояниях от 500 метров до 2 километров от шести ядерных реакторов. Поскольку в Daya Bay можно наблюдать только электронные антинейтрино, эффект осцилляций проявляется как дефицит электронных антинейтрино, регистрируемых на дальних детекторах по сравнению с измерением ближних. Сравнение потоков и спектров электронных антинейтрино, измеренных детекторами, которые находятся на разных расстояниях, позволяет измерить два фундаментальных параметра: угол смешивания ₁₃ и расщепление масс m²₃₂.

Моя работа связана непосредственно с анализом данных: построение численной модели эксперимента; определение параметров модели, дающих наилучшее описание наблюдаемых величин; измерение параметров осцилляций нейтрино и спектра реакторных антинейтрино, а также определение погрешностей измерения. В 2016 году моя работа и работа нашей группы были отмечены коллаборацией: наше измерение было выбрано в качестве официального результата Daya Bay, а это на сегодняшний день наиболее точное измерение обоих параметров.

- Приходилось ли вам бывать на самой установке? Какое впечатление о работе в коллаборации? Что там устроено не как у нас, что хорошо было бы перенять?

- Я регулярно отрабатываю смены на установке, однако, как правило, нахожусь в комнате управления. Здание с комнатой управления находится у входа в тоннель, который ведет к трем экспериментальным площадкам. На самой установке я был только один раз - мне организовали экскурсию. Детекторы находятся в бассейнах, которые большую часть времени закрыты сверху, поэтому увидеть удалось лишь малую часть. Тем не менее масштаб впечатляет.

О работе в коллаборации впечатления самые положительные. Мои коллеги очень доброжелательные, талантливые и увлеченные люди. Я очень рад оказаться в коллаборации Daya Bay, и очень им всем благодарен. Мне нравится та дотошность, с которой происходит подготовка новых результатов. Это особенно важно для такого прецизионного эксперимента, как Daya Bay.

Есть, конечно, и сложности. Так как большая часть участников эксперимента находится либо в Китае, либо в Америке, время регулярных телефонных совещаний для нас попадает на ночь. А, например, при подготовке результата время совещаний чередуется и регулярно попадает на ночь у каждой из сторон.

На вопрос, что там сделано не так как у нас, - ответить не просто. Это связано с тем, что я больше ни в каких экспериментах не участвовал. Тем не менее могу отметить один момент, который очень сильно отличает Daya Bay от других экспериментов, не только наших. Речь идет о высочайших требованиях к качеству работы, что в итоге привело к получению премии "Прорыв в области фундаментальной физики 2016 года". Для того чтобы результат анализа был допущен к публикации от имени коллаборации, он должен быть проведен по крайней мере двумя независимыми группами. Группы должны получить согласованный результат.

Проверки проходят несколько этапов, в том числе перекрестная проверка моделей групп, сравнение результатов анализа модельных данных, сравнение результатов слепого анализа данных. Только когда все проверки проведены, ошибки исправлены, а несогласованности устранены, происходит непосредственный анализ данных, и только после этого выбирается группа, которая будет представлять официальный результат. В частности, измерение параметров осцилляций нейтрино в 2016 году проводилось пятью независимыми группами, а часть, связанная с проверкой подгонки к данным, заняла около полугода работы, и различного рода неточности были найдены и устранены у каждой из групп. После подобного опыта, конечно, несколько необычно наблюдать, как в каком-нибудь эксперименте анализ готовится исключительно одной группой людей.

- Дмитрий Наумов недавно блестяще защитил докторскую. А что вы можете сказать о нем как о руководителе?

- Дмитрий Вадимович - яркий и открытый человек. Он очень требователен к коллегам и еще более требователен к себе. Впервые мы с ним встретились на Байкальской школе по физике элементарных частиц и астрофизике, где он предложил мне писать у него диплом. Там же я познакомился и с будущими коллегами.

- Возможно, пройдя этот путь и оглядываясь назад, вы уже понимаете, что можно было бы сделать лучше, проще, эффективнее. Посоветуете что-нибудь тем, кто помоложе?

- Я не претендую на универсальный ответ, дам, скорее, совет из собственного опыта. Наверное, единственная вещь, о которой я жалею и которую можно было контролировать на начальном этапе, - это количество проектов, в которых я участвовал. Их было три, а может и больше, и это, конечно, негативно сказалось на качестве работы на первых порах. Только после того как я сосредоточился на одной задаче, смог постепенно накопить необходимый опыт и продвинуться. Кроме того, полезной привычкой оказалось сразу готовить хорошие иллюстрации, документировать методы, записывать результаты, формулы, объяснения. Если это отложить, то на это уйдет потом больше времени и сил.