Ивану Шульженко, ведущему инженеру Научно-образовательного центра НЕВОД НИЯУ МИФИ, невероятно повезло: он успел защитить диссертацию PhD в международной российско-итальянской аспирантуре буквально накануне локдауна. И защита была еще «в реале», в присутствии известных ученых из России, Италии и Германии. Почти год спустя после защиты, Иван получил диплом, подтверждающий присвоение ему Туринским университетом (Италия) степени PhD по физике и астрофизике за работу “The NEVOD-EAS installation for investigation of extensive air showers” («Установка для регистрации широких атмосферных ливней НЕВОД-ШАЛ»).
Иван стал первым выпускником этой экспериментальной международной аспирантуры: НИЯУ МИФИ и Туринский университет заключили соглашение о совместной подготовке соискателей учёной степени доктора философии в области физики всего несколько лет назад.
— Иван, наверняка за романтическим названием «атмосферные ливни» скрывается какое-то сложное физическое явление?
— Помимо привычных нам осадков — дождя или снега — на Землю из космоса непрерывно льются потоки частиц высоких энергий. Влетая в атмосферу Земли, они сталкиваются с частицами воздуха и разбиваются на каскад новых — вторичных — частиц. Затем происходят новые и новые столкновения — это можно представить, как будто вода льется из лейки душа, разлетаясь из одной точки на широкую поверхность. Первичная частица на высоте примерно 10-15 км над землей порождает интенсивный каскад вторичных частиц, поперечный размер которого на уровне земной поверхности составляет десятки, сотни и даже тысячи метров. Это и есть широкие атмосферные ливни (ШАЛ). Чем больше начальная энергия космической частицы, тем большую площадь накрывает собой атмосферный ливень, достигнув поверхности Земли. В разных местах нашей планеты установлены детекторы — специальные научные установки, которые регистрируют атмосферные ливни.
— Для чего их регистрировать и изучать?
— Чтобы изучить объекты и процессы, которые протекают в космосе. Конечно, современная наука может изучать частицы высоких энергий, используя гигантские ускорители — например, Большой адронный коллайдер. Но дело в том, что энергия космических частиц в тысячи, а иногда в миллионы раз превышает рекордную величину, достигнутую на коллайдере. На Земле нет ни одного ускорителя, который может разогнать частицы до таких энергий. Зато природа сама «присылает» их нам из космоса, мы можем их регистрировать здесь, на Земле. Но есть проблема. Если ускоритель генерит нам частицы по заказу, то космические частицы мы должны ловить сами. И чем больше энергия частицы, тем их меньше количественно, тем реже она к нам прилетает. Например, частица с энергией более 1020 электронвольт (это почти самая максимальная энергия) залетает на территорию площадью 1 кв. км реже, чем раз в столетие. Поэтому поймать их не просто.
— Почему сотрудничаете именно с итальянскими физиками?
— Российско-итальянская коллаборция НЕВОД-ДЕКОР работает почти 30 лет. Установка НЕВОД-ШАЛ — это дополняющая часть для экспериментального комплекса НЕВОД, в котором уже есть детектор ДЕКОР. Этот детектор создавался совместно российско-итальянской коллаборацией. Детектирующая часть установки НЕВОД-ШАЛ целиком состоит из приборов, которые работали на одном из экспериментов в лаборатории Гранд-Сассо в Италии. Поэтому наша совместная работа вполне логична и является продолжением давнего сотрудничества.
— Как вы оказались в коллаборции?
— Это давняя история. На 4-м курсе я надолго попал в больницу, пришлось брать академический отпуск и искать работу на это время. Честно говоря, работать в салоне связи или кафе не хотелось. Решил попробовать свои силы на родной кафедре экспериментальной ядерной физики и космофизики МИФИ: хотелось развиваться, несмотря на упущенный год в учебе, и заодно узнать, что это такое — работа в научно-исследовательской сфере. На тот момент проводилась модернизация одного из детекторов Экспериментального комплекса НЕВОД, и меня прикрепили к этому проекту — я начал с разборки старых детекторов. Постепенно получалось выполнить более сложные задачи: участвовал в разработке новой конструкции детектора, моделировании, расчетах, экспериментальном тестировании прототипов и так далее. Меня все это в итоге очень увлекло, работа выросла к 2012 году в дипломный проект. После защиты диплома руководитель НОЦ НЕВОД Анатолий Афанасьевич Петрухин предложил поступить в аспирантуру. И вполне логично, что темой кандидатской диссертации стала «Установка для регистрации широких атмосферных ливней НЕВОД-ШАЛ». После ее защиты я доработал некоторые важные вещи и защитил PhD в Туринском университете.
— Вы стали первым аспирантом в российско-итальянской аспирантуре. Расскажите, есть какие-то преимущества по сравнению с нашей обычной аспирантурой?
— У меня было два научных руководителя — российский и итальянский, это выдающиеся ученые — А. Кивасса, профессор кафедры физики Туринского университета, PhD по физике и астрофизике, участник международных экспериментов EAS-Top, KASCADE-Grande, NEVOD-DECOR, TAIGA, CTA и Анатолий Афанасьевич Петрухин — главный научный сотрудник НИЯУ МИФИ, профессор, доктор физико-математических наук, основатель и бессменный руководитель НОЦ НЕВОД. Это было супер, это главный плюс и огромное преимущество международной совместной аспирантуры!
— Как общались с коллегами во время пандемии? Как она повиляла на ваши совместные проекты?
— Никак не повлияла. Мы вполне успешно общались с помощью интернета: проводили консультации, обсуждали результаты, отправляли данные коллегам. Работа не останавливалась. В проекте НЕВОД-ШАЛ участие итальянских физиков заключается во многом в анализе результатов, поэтому и не возникло серьезных проблем. Конечно, если бы речь шла, скажем, сборке или настройке установки, то пандемические ограничения сказались бы негативно на нашей работе. Но мы постоянно и раньше общались через все эти зумы, скайпы и оказались в общем-то готовы к такой ситуации.
— Есть мнение, будто люди, работающие в научной сфере, всегда увлечены исключительно своей задачей, и ничего вокруг не замечают. Или эта работа просто интереснее всего остального?
— Работа в науке — это творческий процесс, поэтому, как и любое творчество, не заканчивается с окончанием рабочего дня. Если у меня не получается написать даже кусочек программы, я постоянно думаю об этом, задача не оставляет ни на минуту. Поэтому, конечно, ты всегда погружен в свои мысли. У меня есть метод, который отлично работает в таких случаях. Вечером, перед сном, «загружаю» в голову какие-то нерешенные вопросы и задачи, на которых споткнулся. И довольно часто утром есть готовое решение или подход к решению проблемы. Так что да — я работаю всегда, и даже во сне.
— Что же — больше ничего нет в жизни, кроме детекторов и атмосферных ливней?
— Не до такой степени! Я глава семьи — сыну 6 лет и дочке 4 года. Еще у нас дома живет кошка. Есть дом в деревне, поэтому всегда много дел по хозяйству - и мне это все очень нравится. Но мое главное увлечение — автомобили и все, что с ними связано. У меня есть свои автомобили, а от дедушки достался ВАЗ-2101 1976 года выпуска, практически в идеальном состоянии. В свободное время я с удовольствием им занимаюсь. Интересуюсь автомобильным производством, людьми, которые как-то связаны с этой отраслью, изучаю различные технические моменты (от конструкции подвески в бюджетном авто до эффектов, оказываемых элементами активной аэродинамики в гоночном болиде), регламенты соревнований и слежу за турнирной таблицей некоторых чемпионатов. Конечно, смотрю фильмы и читаю книги.
— Какие фильмы и книги нравятся?
— Очень люблю старое советское кино — например, «Весна на Заречной улице», обожаю фильм «Покровские ворота». Нравятся военные советские фильмы - «Офицеры», например. Любимая тема в советском кинематографе — про рабочий класс. Возможно, потому что я сам из такой заводской семьи — дедушка работал на заводе токарем-фрезеровщиком, бабушка была ткачихой. Из современных фильмов — с удовольствием пересмотрели с родителями в новогодние каникулы «Отпетых мошенников». А из новых фильмов очень понравился «Расправь крылья» — рекомендую! Там есть и про ученых, и про семью, про самоотверженность в жизни и в науке.
Из книг — люблю фантастику, например, перечитываю Стругацких. У них любимая книга - «В стране багровых туч». Нравится Ремарк — «Три товарища», «На западном фронте без перемен». В книгах и фильмах я смотрю больше на взаимоотношения между людьми, как они развиваются, действуют в каких-то непростых ситуациях. Недавно прочел «72 градуса ниже нуля» Владимира Санина — о людях, попавших в экстремальную ситуацию на пути к станции в Антарктиде. Рекомендую.
— А что мотивирует людей, работающих в научной сфере? В бизнесе все понятно — мотивируют деньги. А что для вас важно?
— Чтобы ученый получил какой-то результат — например, данные, и с физической точки зрения их обработал, проанализировал, ему необходимо оборудование, программное обеспечение. Нужно, чтобы все было отстроено, отлажено и работало как часы. Например, в нашем случае — детектор — сложная установка, которую надо придумать, понять, какие технологические системы к нему подойдут, как настроить сети для передачи данных, как подвести питание и так далее... То есть мне интересно все, что происходит вокруг «чистой науки»: какую технику необходимо создать, как ее реализовать, как ее «оживить», как понять и применить получаемую с ее помощью информацию? Если честно, я параллельно учился сразу на двух факультетах. Помимо физики, изучал еще экономику и планировал после обучения работать в бизнесе. В последнее время задумывался не раз — смог бы работать в каком-то другом месте? Вероятно, нет. Выполнять определенный функционал — это точно не мое. Я сам себе ставлю задачи, причем, они все время усложняются. Поэтому постоянно развиваешься, всегда находишься в поиске — что может быть лучше?