Фізик-ядерник — про адронному колайдері в Німеччині і ролі програмування в житті вченого - SEO Blog - все про пошукову оптимізацію та веб розробку українською.

Фізик-ядерник — про адронному колайдері в Німеччині і ролі програмування в житті вченого

Максим Бородін — Java-розробник, живе і працює в Німеччині. За освітою Максим — фізик-ядерник, з 2006 по 2009 рік він займався науковими дослідженнями на адронному колайдері.

В інтерв'ю для DOU Максим розповів про експериментальній науці, ускорительном центрі DESY в Гамбурзі, а також про роль програмування в житті вченого.

— Максиме, ви багато займалися і експериментальною фізикою, і програмуванням. Ким ви себе вважаєте — програмістом або фізиком?

Зараз я більше програміст, звичайно. Захопився і фізикою, і програмуванням ще в школі — у мене були чудові вчителі з цих предметів. Думав поступати на IT-факультет КПІ, але все ж вибрав ядерну фізику в КНУ ім. Шевченка.

Про свій вибір не шкодую: на фізфаку нас навчили думати, аналізувати проблему, підходити до вирішення з різних сторін, не боятися братися за завдання, які ще ніхто не досліджував раніше.

— Чи є в Україні робота після фізфаку? Куди можна працевлаштуватися?

Все залежить від того, яким напрямком фізики ви займаєтеся. У нас на ядерній фізиці було 2 напрямки — енергетики і експериментатори. Енергетики в основному йдуть в компанії й організації, пов'язані з атомними електростанціями, ядерною безпекою. Експериментатори — в Інститут ядерних досліджень або куди-небудь за межі України. Я вибрав останній варіант.

— Як ви потрапили в Німеччину? Поїхали під час навчання або вже по закінченні університету?

Під час навчання. В кінці 3 курсу до нас приїхав випускник нашої кафедри, професор Аушев. Він запросив всіх бажаючих взяти участь в цьому експерименті з фізики високих енергій. Мене і кількох моїх одногрупників зацікавила ця можливість. Ми досліджували дані зі старого експерименту, який практично себе віджив — ці дані вже вивчені вздовж і впоперек. Це дозволяло нам звірятися з «правильними» відповідями, виявляти і не повторювати власні помилки.

Ми пройшли у професора Аушева літню практику, а через місяць він запросив мене взяти участь у нових експериментах на адронному колайдері в Німеччині. Проект називався Zeus. В команду шукали студента-фізика, який вміє програмувати. Навички програмування у мене були: я ще в школі вчив С++. В університеті брав участь у проекті, пов'язаному з Міжнародним центром з ядерної безпеки. Там займався розробкою ПЗ для вихретоковой дефектоскопії, зокрема для атомних електростанцій.

Я відправив резюме, пройшов співбесіду зі своїм майбутнім начальником, і в середині листопада я вже поїхав в Німеччину — в науково-дослідний центр DESY (Deutsches Elektronen-Synchrotron).

— Виїхавши до Німеччини, ви не встигли закінчити університет. Як вдавалося поєднувати навчання з роботою в іншій країні?

Незабаром після того, як я і кілька моїх одногрупників приїхали на коллайдер, наш університет Шевченко офіційно став членом колаборації Zeus, отримав відповідні права і обов'язки. В тому числі право надсилати сюди студентів і професорів.

В КНУ я приїжджав двічі на рік на сесію. Викладачі йшли назустріч, розуміючи, що я не поїхав гуляти і пити пиво, а як представник вузу, який показує рівень підготовки університету на міжнародній арені. Так що іноді вони робили знижку, давали поблажки.

— Розкажіть детальніше про DESY. Як там все влаштовано?

DESY — це великий ускорительный центр. Основні прискорювачі стоять в Гамбурзі. Скажімо так, каскад прискорювачів. Перш ніж частинки потрапляють в основне кільце, Hera, вони минають через декілька різних предускорителей, які їх розганяють до певної енергії. Довжина Hera — 6,3 км. Для порівняння, довжина головного кільця Великого адронного коллайдера (БАК) у CERN — 26,6 км

Hera тоді була єдиним електронно-адронним колайдером в світі. На ній можна було отримати унікальні результати тільки за рахунок фізики, яка відбувалася при зіткненні частинок.

У кожної машини є мета, заради якої її будують, а також різні побічні дослідження, які виникають у суміжних областях. Наприклад, головна мета БАК — знаходження бозона Хіггса, головна мета Hera — знаходження структурної функції протона. Додаткові завдання — вивчення пружного і непружного розсіювання електронів і позитронів на протонах, перевірка існуючих теорій.

Hera — це великий-великий мікроскоп, який дозволяє побачити, як протон виглядає всередині, в яких співвідношеннях один з одним знаходяться кварки. На відміну від звичайного мікроскопа, ми бачимо не картинку, а потік цифр, графік.

На тлі детектора Zeus в день закриття прискорювача в DESY

— А чим саме ви займалися? Що досліджували?

Я досліджував неупругое фоторождение Upsilon-1s мизонов. Займався перевіркою існуючої теорії нерелятивістської квантової хромодинамики, яка описує переріз народження заданих частинок у різних процесах. Вимірювали експериментальні значення і з точністю до похибки звіряли їх з теоретичними.

Крім цього, ми знаходили багато різних цікавих речей на нашому детекторі. Наприклад, коли, розглядаючи якийсь димюонный канал, ми зафіксували пік в районі 6 Gav, навіть почали думати, що, напевно, знайшли нову частинку :) Підготували, опублікували замітку. Але, на жаль, крім нас у цій області ніхто нічого не фіксував, тому незрозуміло, чи було там щось дійсно або ж це «глюк» реконструкції або заліза.

— Які технології використовували в дослідженнях?

Головний мова — це С++. Багато колеги старшого віку використовували Fortran, тому що він їм звичніше і зручніше. Виходячи з мовних уподобань, використовувався один з двох фреймворків: PAW або ROOT. PAW — це дуже старий фреймворк для фізики високих енергій, написаний на Fortran і має схожий на нього скриптова мова. ROOT — більш новий фреймворк, написаний на С++. Його створив той же розробник, який написав PAW. Навіть ходив жарт, що перша версія ROOT була отримана за допомогою програмки f2c, яка конвертує Fortran в :)

Обидва фреймворку надають дуже багато інструментів для аналізу, різних обчислень, побудови графіків. Іншими словами, це все, що треба людині, щоб подивитись результати експерименту і красиво представити своє дослідження.

Ще одна основна технологія була Grid — це щось проміжне між старим поняттям стандартного обчислювального кластера і сучасним поняттям хмари. По суті, це кластер, розподілений по всій планеті. За допомогою спеціальної прошарку він надає свій ресурс так званої віртуальної організації. Ми використовували це для обробки наших даних і обчислень.

Додам, що у фізиці без програмування нічого робити. 90 % часу фізик пише програми, так як на папірці впоратися з обсягами даних та складними обчисленнями не вийде. Наприклад, експерименти в CERN генерують по 4 гігабайти даних в секунду. Решта 10 % часу — це підготовка різних презентацій, доповідей конференцій.

— Наскільки велика команда працювала над експериментами? Скільки українців?

Сумарно — близько 500 осіб, але багато їздили і приїжджали. Онсайд працювало 100-150 фахівців.

З України спочатку були тільки професор Аушев, я і мої одногрупники Міша і Аня. Під кінець нас став більше — близько 10 осіб. Всі з нашої кафедри. Наскільки я знаю, вже після мого відходу приїжджали студенти з Києво-Могилянської академії.

— Якщо говорити про Україну, що зараз відбувається з вітчизняною наукою?

У нас дійсно існує велика проблема з фінансуванням науки. Ця галузь все ще жива за рахунок ентузіазму окремих вчених, які знаходять гранти за кордоном і продовжують в Україні свої розробки.

Великих дослідних центрів в Україні немає, і навряд чи вони можуть з'явитися. Проблема в тому, що експериментальна фізика, і зокрема ядерна фізика, у своєму розвитку зайшла так далеко, що для експериментів потрібна складна і дорога техніка. Настільки дорога, що на сьогоднішній день не існує такої країни, яка самостійно може дозволити собі побудувати яку-небудь машину, провести експерименти. Навіть Америка, краща економіка в світі, таке не потягне. Майбутнє за міжнародними колабораціями.

Але нам є чим похвалитися. Наприклад, вчені з відділу фізики високих енергій Інституту ядерних досліджень розробили нові детектори, які використовувалися, зокрема, при будівлі експериментів для Великого адронного коллайдера. Тобто якість продукту і технологій відповідає світовим стандартам. Але робилося це все спочатку в прямому сенсі слова «на коліні».

Прискорювачі на території DESY

— Чому ви зайнялися, коли закінчився контракт з DESY?

Коли закінчився контракт, я вирішив, що хочу поступити в аспірантуру і трохи поміняти напрям. До цього я займався фізикою високих енергій, а тепер захотів перейти на ускорительную фізику.

Цим напрямком мене зацікавив товариш-вірменин, з якими ми подружилися на DESY. Прискорювальна фізика — це, можна сказати, фішка вірмен :) У всіх прискорювальних центрах основа групи — це представники Вірменії. У них ця галузь дуже добре розвинена.

Але з аспірантурою не склалася: за сімейними обставинами мені довелося повернутися в Україну і по-швидкому знайти роботу в Києві. Так я потрапив Samsung, де пропрацював 4 роки.

— На яку посаду прийшли в Samsung?

Почав з позиції Middle-розробника, через рік став Senior. C фізикою ця робота пов'язана не була, але цікаво, що більшість тодішніх співробітників нашого відділу були фізиками і математиками.

Про проект, на жаль, розповісти не можу. Він стосувався мобільних технологій.

— Легко вдалося освоїти новий для себе стек технологій?

Я вважаю, що це один з плюсів освіти фізика — нас навчили дуже швидко освоювати нове. Якщо це нова мова програмування, досить зрозуміти семантику і почати практику. З кожним днем буде виходити все краще і краще, і за місяць можна вивчити будь-яку мову на досить хорошому рівні, за винятком якихось екзотичних тонкощів.

— Що було після Samsung?

Я отримав пропозицію про роботу в IT-компанії в Швеції, але мені там не сподобалося. В першу чергу, не сподобався замовник, для роботи з яким я був найнятий. До того ж, Стокгольм — надто галасливий для мене місто. Там живе третина всієї Швеції, притому, що Швеція — це 3-я за площею країна Європи.

Через 7 місяців я вирішив повернутися в Німеччину. Знайшов собі роботу і переїхав. Прийшов на позицію Java Developer в компанію Silbury Deutschland GmbH.

Зараз я живу в місті Фюрт, це передмістя Нюрнберга. На метро від центрального ж/д вокзалу Фюрта до центрального ж/д вокзалу Нюрнберга 20 хвилин, на поїзді — 8.

— Що можете розповісти про IT-індустрії в Німеччині?

Для Німеччини на сьогоднішній день кваліфіковані IT-фахівці — це болюча тема. Їх дуже мало. Також не вистачає лікарів, інженерів і вчених. Місцеві жителі не бачать сенс йти вчитися в університет, витрачати 5 років життя, якщо можна за рік-другий навчитися крутити гайки і отримувати зарплату, якої достатньо, щоб покрити всі базові потреби.

Проблема з нестачею кваліфікованих фахівців — це одна з причин, чому німці реалізували європейський концепт синьої карти таким чином, щоб всіма силами утримати вас в країні.

— Чим вам подобається життя в Німеччині?

Німці мені близькі за менталітетом. Мені комфортно жити в обстановці, коли я знаю: щоб бути на роботі о 9:00, я повинен прокинутися о 8:09 хвилин, тому що навіть розклад руху транспорту прораховано з точністю до хвилини. Подобається стабільність.

Німеччина — це країна, в якій ти можеш сконцентруватися на тому, що ти хочеш отримати від життя, а держава надає всі необхідні для цього інструменти.

— Які у вас плани на майбутнє? В якій області плануєте розвиватися?

Мене завжди цікавили хмари і розподілені обчислення, так що планую приділяти більше часу цим областям.

Помічав, що коли починаю цікавитися якоюсь технологією для себе, то потім — раз — і на роботі з'являється відповідний проект. Почав цікавитися микросервисами, і як раз прийшла завдання розробити платформу для контейнеризації. І колеги мені відразу ж: «О, ти щось ляпнув про докер, ну давай, вперед».

— А за наукою не сумуєте?

Насправді я дуже сумував, досить часто їздив у відпустку в Гамбург. До недавнього часу там працював мій хороший друг. У DESY звикли довіряти людям: для того щоб потрапити на територію, треба охоронцеві помахати рукою і сказати: «Здрастуйте». І приходиш весь натхненний — ось, висока наука. Але після кави з одним думаєш: «Ні, я більше ніколи не повернуся в науку, ні за які гроші».

Після роботи в Samsung та інших IT-компаніях у мене сформувалося розуміння стандартів розробки, виконання завдань. І коли я чую від одного, як до цього підходять в науці... Відношення приблизно таке: «Ми на цьому тижні жодного конкретного результату не отримали, ну та гаразд, це теж результат». Але треба віддати належне, що в науці це нормально: вчений зазвичай шукає чорну кішку в темній кімнаті, і не факт, що вона там є. Наука — це творчий процес, і, як і у творчості, трапляються застої.

Також пригнічує ставлення деяких науковців до програмування: «Це всього лише написати програму, це будь-який дурень зробить за пару годин, а ось фізика — це так, тут треба думати». Але в бізнесі таку програму пише команда розробників з 10 чоловік протягом року, а тут один чоловік копається, намагається щось зробити, і це затягується надовго.

Скажімо так, якщо б у деякі допоміжні галузі, наприклад написання наукового софтвера, принести більше бізнес-підходу, орієнтованість на досягнення мети у встановлені строки, а коли не вийде, то наука була б набагато ефективніше. Складність в тому, що такий підхід може вбити науку: це все одно, що змусити художника спланувати картину і намалювати її в заданий термін.

Опубліковано: 03/10/17 @ 07:00
Розділ Різне

SEO Блог