Отчет о командировке

Школа для учителей в ЦЕРН

Продолжение. Начало в № 15-16.

В научную программу школы вошли лекции и экскурсии на установки ЦЕРН. И кто бы знал, что за лаконичным названием каждой из лекций скрываются море информации, научные обзоры физических направлений, личный опыт лекторов, множество занимательных случаев и фактов, связанных с открытиями и будущими исследованиями. И за короткими аббревиатурами SM-18, SC, CCC, LEIR стоят огромные ускорительные конструкции, уникальные эксперименты, суперсложная техника, точнейшие технологии. В первые дни некоторые из участников сокрушались, что программа столь насыщенная и времени на осмотр Женевы и окрестностей очень мало. Вопросов задавали много, интересовались всем - от физического смысла до конкретных технических решений, от уточнения терминов до безопасности. В такие моменты приходится жалеть о скромном газетном формате - а так хотелось бы передать общий восторг от увиденного и услышанного.

Ускорительный век - еще не век...

Первое, теоретическое, знакомство с ЦЕРН, историей и целями создания провел для участников Николай Зимин. Сотрудничать, сначала в эксперименте DELPHI, а затем (в течение 15 лет) в коллаборации ATLAS, он начал много лет назад и за эти годы стал свидетелем эпохальных событий ЦЕРН. Николай Зимин знает огромное количество любопытных историй, интересных людей и организаций. Ходить с ним по корпусам невозможно - на каждом шагу знакомые, или он обращает внимание - смотрите, этот человек был первым ответственным за сотрудничество с Советским Союзом, а вон там - Нобелевский лауреат Д.Стейнберг (на снимке с участниками школы)...

Почему Николай столько времени посвящает школе и так охотно рассказывает обо всем, сам он объясняет просто: родился в семье учителей, привык делиться знаниями. Его лекции "Знакомство с ЦЕРН" и "Знакомство с детекторами", экскурсии на ATLAS и другие установки изобиловали цифрами, подробностями создания аппаратуры, связанными с этим казусами и неожиданными решениями. В общем, начало было такое: "Как образовался ЦЕРН? На самом деле - по трагической причине. Когда закончилась Вторая мировая война, люди науки, оставшиеся в Европе, осознали, что Европа может сильно отстать от других стран, потому что большинство научных сотрудников уехали либо в США, либо, как Б.Понтекорво, даже в Россию. Возникла идея объединить усилия и совместно проводить исследования. Мысль оказалась удачной, в 1949 году она пришла в голову Луи де Бройлю, первому, кто сказал, что частица и волна в некоторых условиях это одно и то же. После этого подключились другие физики, вышли на уровень правительства, и в 1953 году соглашение о создании ЦЕРН было подписано. А через 60 лет ЦЕРН побил рекорд по максимально достигнутой энергии частиц...". Наука в устах таких людей становится близкой, понятной и даже какой-то родной, поэтому после того, как мы закончим рассказывать о школе, - опубликуем отдельное интервью с Николаем о самых интересных моментах его жизни в ЦЕРН.

Николай Зимин рассказывает об эксперименте ATLAS: "Длина детектора 46 метров, 25 метров диаметр, масса 7000 тонн. Четыре миллиона начальных каналов регистрации, сенсоров, и эту информацию, отобрав полезную,
надо передать наверх и использовать для анализа событий...".

Александр Ерохин (ИЯФ имени Г.И.Будкера) прочитал две лекции "Знакомство с ускорителями", провел экскурсии на SM-18, огромный корпус по тестированию магнитов, и CERN Control Centre (CCC), где осуществляется постоянный мониторинг и управление ускорительными системами. Слушателям он представился так: "Я занимаюсь системами защиты сверхпроводящих магнитов, все аварии, которые были, - на моей совести". В этой самоиронии ощущалось и нетерпение, и переживание - накануне лекции был отложен заявленный пуск Большого адронного коллайдера из-за неполадок в магнитах, неисправность срочно устранялась. В лекциях А.Ерохин рассказал об истории создания ускорителей, их типах, методах ускорения, основных научных открытиях, применении ускорителей в промышленности и медицине, безопасности работ. Причем, было отмечено: "Ускорительный век - еще даже не век. Все началось в 30-е годы прошлого века, когда был бум с радиоактивными элементами"... После одной из экскурсий удалось отвлечь Александра, разрывающегося между работой и школой для учителей, чтобы записать небольшое интервью.

Александр Ерохин проводит экскурсию в корпус SM-18 - огромный ангар на границе Швейцарии и Франции для тестирования магнитов Большого адронного коллайдера. Все магниты, которые используются на LHC, прошли через этот зал. В том числе 15-метровые синие секции, их больше тысячи. В помещении для экскурсантов специально отведена площадка, где в качестве экспонатов стоят элементы настоящих магнитов.

- Удивительно, сколько людей разных возрастов каждый день посещает ЦЕРН...

- Здесь всегда много учителей, школьников, чуть ли не ясельного возраста детей привозят. Денег и людских ресурсов тратится очень много на туризм, но это во благо будущего, чтобы люди не боялись, сами могли убедиться в безопасности. Любой желающий может попасть на экскурсию сам или в организованную группу. Мы сейчас были на стенде магнитных испытаний, и видно, что там просто конвейер из групп визитеров. А мест, куда можно привести экскурсантов, очень много.

- И почему-то на большой поляне всегда много маленьких детей.

- Здесь еще есть детский сад для сотрудников. Недалеко от здания 33 видно детский городок, ребятишки играют.

- Из России вузы присылают студентов?

- Да, из России приезжают студенты из разных университетов: Москвы, Питера, Новосибирска... Приезжают и молодые ученые на ускорительные школы из российских НИИ. В последние годы подключился М. Коротков из ЦНИР, и они очень хорошо взаимодействуют с С.Пакуляком. Примерно по этой же программе Михаил в октябре прошлого года привозил аспирантов и магистрантов МГУ, СПбГУ и МФТИ.

- Вы уже не первый раз читаете лекции в учительской программе, по какому принципу вы их формируете?

- Я читаю лекции на этих школах четвертый год. И здесь главное не то, чтобы учителя поняли, - они поймут больше, чем я рассказываю. А чтобы потом это рассказали другим. Мои презентации - я специально как-то задал поиск - даже продают в Интернете и режут кусками на рефераты. Знаете, как продают диссертации. И хотелось бы чтобы не продавали лекции, а распространяли бесплатно, для того они и сделаны. Кроме того, что мы выкладываем в свободный доступ презентации, снимается видео, учителя могут включить его на уроке. С учетом этого материал рассказывается так, чтобы и ученики старших классов его поняли.

- Вам нравится аудитория, чувствуется интерес к предмету?

- Не всегда одинаково. Есть люди, которым не очень интересна именно моя лекция. Есть те, кто все это уже знает или просто приехал на экскурсию. Но в основном люди очень заинтересованные.

- Чем объясняется ваше желание работать в такой школе? Мне сказали, что все лекторы здесь волонтеры, их труд не оплачивается.

- Более того, я испытываю некие проблемы, моя деятельность моему местному начальству не очень нравится, они расценивают это как ущерб для основной работы - ее очень много, особенно сейчас. Поэтому я беру несколько дней отпуска, чтобы интегрально компенсировать мои уходы на школу в течение недели. Но причину участия не сформулируешь просто так. Вот зачем человек пишет книгу? Что-то им движет, он хочет что-то донести до читателя. Я по совместительству преподавал в университете лет 15 - у нас в Академгородке лекции и семинары в основном читают сотрудники НИИ, так мы осознанно готовим молодых ученых для своих институтов. Со временем понимаешь, что этого не хватает: новые люди, студенты, незатуманенные мозги, - они держат в тонусе. Я закончил Новосибирский университет, физфак, с красным дипломом, сейчас я научный сотрудник, но занимаюсь источниками питания, системами защиты сверхпроводящих магнитов, скорее прикладными вещами. В ЦЕРН есть департамент TE (Technical Engineering), раньше назывался AT (Accelerator Technologies department), который занимается "железом" ускорителей, есть Beam department, где занимаются динамикой пучков, есть PH department, где работают детекторщики. И если вы придете к детекторщикам, большинство из них пишут софт, обрабатывающий измерения, или разрабатывают электронные платы (там миллионы каналов); они тоже становятся программистами или электронщиками. Вся фундаментальная физика держится на инженерной, прикладной науке. Но, занимаясь прикладной наукой: источниками, платами и так далее, - нужно знать их предназначение, только тогда правильно спроектируешь нужное устройство. То есть нужно знать и саму физику (элементарных частиц для детекторщиков, ускорительную для ускорительщиков). Тем не менее, когда занимаешься только источниками питания или системами защиты, понимаешь, что начинаешь уходить от общей физики, становишься инженером, а преподавание помогает смотреть на это все гораздо шире. И потом - мне нравится рассказывать о том, что знаю. Это даже не только волонтерские альтруистские мотивы, просто приятно рассказывать о том, что делаешь. А если еще слушают, в глазах заинтересованность - получаешь удовольствие. И, конечно же, хочется внести свой вклад в популяризацию науки!

Владимир Каржавин рассказывает о детекторе CMS на глубине 100 метров.
Длина детектора 25 метров, диаметр 15 метров, масса 15 000 тонн.

- Дух Академгородка, наверное, тоже повлиял на желание делиться знанием?

- Академгородок находится в 30 км от Новосибирска, и в нем совершенно другой менталитет, хотя сейчас все стало перемешиваться, несколько добавилось пафоса и снобизма. Но есть какая-то общность, ярко выраженное направление, которое задают люди, имеющие отношение к исследовательским институтам. Там же находится университет, там же физматшкола, СУНЦ НГУ (Специализированный учебно-научный центр университета). Ребятишки приезжают учиться отовсюду из-за Урала, живут в общежитии, естественно, создают общность, их называют фэмэшатами (от "физматшкола"). И этим все пропитано. Когда в лесу прокладывают тропинки, каждой дают имя академика, профессора или какого-то деятеля. Это не парк, обычный лес, в нем наставили указателей, коды для смартфона, можно тут же сфотографировать и прочитать про этого человека в Интернете. И все зимой идут кататься на лыжах. Академик Скринский на лыжне меня делает как стоячего...

- В ОИЯИ работает член-корреспондент РАН Игорь Николаевич Мешков, тоже энтузиаст лыжного спорта...

- Да, он наш. Долго работал в Академгородке. По его книжкам мы учились - Мешков И.Н., Чириков Б.В. Сотрудники Игоря Николаевича и он сам были оппонентами на моей диссертации, я читал в Дубне семинар.

- А правда, что практически все ускорительные центры мира имеют в качество сотрудников или консультантов российских ускорительщиков?

- Да, даже в Китае или Японии. Сегодня я на лекции приводил историю развития ускорителей - практически все принципы впервые были предложены в Советском Союзе, и до сих пор многие вещи предлагаются нашими физиками. Установка электронного охлаждения в ЦЕРН поставлена В.В.Пархомчуком из ИЯФ. Это даже не то чтобы мы самые умные. Просто исторически деньги, в свое время вложенные в образование, и сама система образования (более широкая), сейчас приносят пользу всему миру.

Физикам приятно общаться с энтузиастами

В основном лекторы школы для учителей - постоянные ее участники, проверенная временем команда. И уже трудно делить всех задействованных в этом мероприятии на участников, организаторов, преподавателей. Каждый из них, как правило, выступает не в единственной роли, и продолжает свою деятельность в своем регионе. Прекрасный пример - Виктор Ким (Петербургский институт ядерной физики имени Б.П.Константинова, Гатчина), его лекции "Введение в физику частиц", обстоятельные, последовательные, многое объясняющие и обобщающие, помогают понять смысл современных экспериментов, составить общую картину достижений, предположить, куда двигаться дальше в научном поиске. О том, какое продолжение имеет его участие в этой программе, рассказал Виктор для нашей газеты:

- Каковы особенности лекции для учителей?

- У меня уже сформировался некий подход. Учителя образованы в физике, и в этом смысле они как раз правильная и благодарная аудитория. И, конечно, в отличие от неподготовленной аудитории, доклады совсем другие. С другой стороны, у учителей нет специализированных знаний - что-то они читают в Интернете, а то, что освоили давно, в некотором смысле устарело. Конечно, это все учитывается. Приобретя некоторый опыт, и по задаваемым вопросам можешь понять, не слишком ли глубоко вдаешься в тему и не перегрузил ли рассказ техническими деталями, или наоборот, все слишком просто и понятно.

- Какая реакция слушателей вам больше нравится?

- Вообще физикам очень приятно общаться с энтузиастами. Особенно с учителями, которые передают знания нашим детям. Их интерес всегда чувствуется, воодушевляет учеников и это самое главное. Когда мы сталкиваемся с такими людьми, всячески стараемся помочь и разъяснить, с ними всегда приятно общаться.

- Как возникло сотрудничество с ОИЯИ и, в частности, с УНЦ?

- Я в некотором смысле уникальный человек. Учился в Москве. Практику и дипломную делал в Дубне, потом работал стажером. В общей сложности провел там четыре года в 80-х годах, и потом часто туда ездил. ОИЯИ для меня родная организация, у меня там много знакомых и друзей, хотя я там нечасто бываю в последнее время. Но все связи и то, что мы общаемся на конференциях, - осталось. Учебно-научный центр, мне кажется, ведет очень правильную работу. У нас несколько совместных программ ЦНИР, ОИЯИ и ЦЕРН. В прошлом году было организовано мероприятие в Санкт-Петербурге. Дубна отвечала за некоторые российские регионы и страны-участницы ОИЯИ, а Санкт-Петербург - за северо-западный регион: Новгородская область, Мурманская, Псковская... В прошлом году была однодневная встреча учителей и учеников Санкт-Петербурга и Ленинградской области, около 50 участников. Мероприятие было пробным. В этом году мы хотим сделать более масштабное. 6 сентября мы хотим пригласить учителей северо-западного региона, надеемся, они смогут к нам приехать. Это будет тоже однодневное мероприятие, но более массовое, участвовать будут несколько сот человек - учителя, студенты, старшеклассники. Ведь только в одном Санкт-Петербурге порядка 30 физических и порядка 40 математических школ.

***

Каждый из лекторов и все вместе - не просто ученые, а убежденные пропагандисты научных знаний, эрудированные, неравнодушные люди. Был такой случай. Прочитал лекцию "Применение физики частиц в медицине" Григорий Феофилов (СПбГУ). Тема сама по себе интересная, актуальная, учитывая, как плохо обстоит дело в нашей стране с облучением онкобольных. И благородная - об этом надо обязательно рассказывать школьникам, ведь именно в этой области как нигде нужны молодые специалисты, не только физики и медики, но и бизнесмены, инвесторы, менеджеры, способные улучшить положение. Причем, Г.Феофилов сам принимал участие в составлении программы по созданию такого медицинского центра в Санкт-Петербурге, и об опыте "продвижения по инстанциям" документов тоже рассказал не понаслышке. И вот на вечере гитарной музыки, в дружеской обстановке Григорий стал рассказывать о том, как в ЦЕРН проводился научный фестиваль, где демонстрировались нетрудные в исполнении, но эффектные опыты. И несколько учителей окружили его, просили рассказать, сделать презентацию, пусть даже в режиме видеоконференций. Некоторые опыты были известны, но усовершенствованы, о других учителя слышали впервые, а взамен рассказывали о своих. И это был прекрасный момент - когда пластиковые стаканчики были оставлены в стороне, а глаза горели не от вина, а от азарта и воодушевления, которые дарит демонстрация физических явлений - чудо из чудес.

Мик Сторр рассказывает о космическом эксперименте AMS:
макет Международной космической станции, на которой установлен детектор.

Две теоретические лекции прочитали сотрудники ИЯИ (Троицк): "Введение в космологию" - Федор Безруков и "Физика за пределами Стандартной модели" - Дмитрий Горбунов. На один день приехал на школу директор ЛИТ Владимир Кореньков, буквально накануне отпраздновавший открытие уровня Tier1 в России. Он рассказал о грид-технологиях.

Экскурсионная программа, по сравнению с прошлыми годами, немного проиграла - в шахту и на детекторы был запрещен допуск из-за предстоящего запуска, закрыт был на реконструкцию и музей "Микрокосм". Но в ЦЕРН и без этого много интересного. Чего стоит, например, S'Сool Lab, учебная лаборатория для производства опытов, связанных с ядерной физикой. Джеф, студент из Австрии, проводящий физпрактикум, рассказал, что демонстрирует три опыта, но возможности лаборатории гораздо больше - до 16. Удивительны и просторное помещение, и оснащение. В аккуратных светлых шкафах - приборы, вещества, приспособления. Мечта любого физика. И даже больше - перчатки для работы с сухим льдом, очки, одноразовые перчатки для обработки спиртом, протирочные материалы, и... подробнейшие инструкции по технике безопасности.

Учителя делают лабораторную по созданию камеры Вильсона.

Учителям предстояло собрать камеру Вильсона, чтобы еще раз убедиться в наличии микрочастиц. Потом можно было сравнить свой результат с настоящей экспериментальной установкой. И вот еще один нерадостный момент: в заключение Джеф объяснил, как можно повторить этот опыт в "домашних условиях". И тут началось - чем заменить фетр, и как его прикрепить к пластику, спирт в аптеках только по рецепту, в школах вообще запрещен для проведения опытов, сухой лед, даже если договориться с магазином (что само по себе трудно представить в нашей жизни), как его продемонстрировать детям, не имея специальной амуниции... В общем, грустно. И завидно. А еще вопрос возник - что реально могут сделать учителя, вернувшись из этой поездки, в своих организациях? Два интервью на эту тему.

Когда учитель приезжает домой...

Раиса Морзабаева (Астана), кандидат педагогических наук, куратор курсов повышения квалификации учителей физики:

В ядерной физике ученые первыми пришли к тому, то, что необходима популяризация этой области деятельности. Именно ядерной физики и физики высоких энергий. Не только потому, что молодым это интересно, - важно сохранение ядерных знаний. МАГАТЭ сейчас собирается организовать коллаборацию именно по образованию. Это правильно, потому что всему в одном месте научить невозможно, и сказать, что в одной стране могут заниматься только определенной наукой, - тоже нельзя. Поэтому сейчас возникает международная коллаборация по ядерному образованию. Она более-менее развивается в высшей школе. Не столь активно - в системе повышения квалификации преподавателей, а на школу обращают внимание фрагментарно. Даже на этой школе работают в основном с учителями, но что касается учеников - когда учитель приезжает домой, он сталкивается с ограничениями: стандарт, программа, определенное количество часов, и кроме того, фиксированный учебник. Привнести те знания, которые они здесь приобретают, они не смогут. Для этого нужно менять учебник, перестраивать программу, нужно, и в первую очередь, готовить методику внедрения тех новых знаний, которые можно принести в школу.

- А каким образом? Учебник переписывать?

- Во-первых, учебник дополнять. И кроме того, подключать институты повышения квалификации. В частности, по физике. И когда уже будет наработан опыт, распространять его на другие отрасли и предметы. Этот опыт передовой на сегодняшний день именно в образовательной области. Чтобы получить нужный коэффициент полезного действия от этой программы, следует решать три проблемы: методика, новые программы, новые учебники.

- Вы как представитель курсов повышения квалификации, что собираетесь делать по приезду?

- У нас 12 апреля День науки, мы проведем большой республиканский семинар. Хотим пригласить всех учителей, которые побывали в ЦЕРН, и со всеми вместе принять решение, как все это можно внедрять. Но для того чтобы создавать методику, мы не можем учитывать только свое мнение, поэтому на основе контактов, которые здесь завязались, попытаемся развиваться в этом направлении.

...не собирается быть скованным

Оксана Банных (Архангельская область, г. Мирный), учитель физики:

Когда выпадает свободная минутка от лекций, я уже обдумываю планы, что сделаю дома. У нас четыре школы, естественно, никто из учителей не был здесь. Хочу собрать заинтересованных детей, после уроков устроить лекцию, часовую или как получится. Для этого мне нужно подготовиться самой, все разложить по полочкам и понять, потому что некоторые моменты были сложными для восприятия. Для своего 11-го класса я пожертвую уроком, там все равно идет программа по ядерной физике. Я не буду просить прийти всех, но тех, кому интересно, хочу собрать в кабинете или актовом зале, показать презентацию, рассказать о впечатлениях. Желание огромное, это не должно быть только во мне, я скованной быть не собираюсь, потому что эмоции переполняют. Я ожидала, что будет интересно, но не настолько.

- Какие еще методы вы используете, чтобы стимулировать детей к занятиям наукой?

- Я сюда попала благодаря другому международному проекту CanSat, "Спутник в консервной банке". Когда собрались все учителя, которые привезли детей на проект - от Белорусии до Якутии, одна учительница рассказала об этой программе. В Дубне как раз проводился летний конкурс CanSat, я там была. К сожалению, в ОИЯИ не попала. В этом году в июле постараюсь оказаться в Институте, потому что и там тоже интересно. И в связи с юбилеем ОИЯИ я хотела бы организовать детскую экскурсию. Это не космос, это другая область, но тоже интересная, дети задают много вопросов. К сожалению, астрономию у нас убрали вообще из программы, в учебнике только пять параграфов, насколько могу, стараюсь рассказывать что-то новое, но этого мало.

- Расскажите немного о своем городе.

- У нас космодром Плесецкий рядом, промышленности никакой. Техникум в городе есть, но способные дети выбирают вузы Москвы и Санкт-Петербурга, Новосибирск, Ярославль. Архангельск даже в меньшей степени выбирают.

- Возвращаются в город после обучения?

- Да, один ученик, закончив вуз по гражданской специальности, вернулся и решил пойти в армию. Стал устраиваться. Гражданских инженеров у нас не очень много, а офицеры есть, и муж мой занимается пусками ракет. Так что возможности для инженерных кадров и необходимость в них имеется.

(Продолжение следует)

Галина МЯЛКОВСКАЯ,
Женева - Дубна, фото автора