• A
  • A
  • A
  • АБВ
  • АБВ
  • АБВ
  • А
  • А
  • А
  • А
  • А
Обычная версия сайта

На факультете компьютерных наук прошел международный мастер-класс ЦЕРН

Проанализировать данные, полученные учеными на Большом адронном коллайдере, и пообщаться с зарубежными исследователями смогли три десятка школьников из Москвы и Подмосковья на мастер-классе, который организовали для них факультет компьютерных наук ВШЭ, Яндекс и ЦЕРН.

Через Вышку — в ЦЕРН

Школьные мастер-классы с ЦЕРН проводятся во многих странах мира уже несколько лет. В 2017 году к проекту благодаря факультету компьютерных наук НИУ ВШЭ и СПБГУ присоединились и российские школьники.

Организаторами этого мероприятия в Вышке стали старшие научные сотрудники Научно-учебной лаборатории методов анализа больших данных (LAMBDA) Денис Деркач и Федор Ратников. Основное направление работы этой лаборатории — применение современных методов анализа данных в физике высоких энергий. Ее сотрудники ведут проекты и в других предметных областях, например, занимаются применением технологий машинного обучения в нейронауках.

«Мастер-класс ЦЕРН для школьников — это отличный формат, который позволяет абитуриентам, интересующимся наукой и технологиями, сделать в будущем осознанный выбор специализации и профессии, — говорит декан факультета компьютерных наук Иван Аржанцев. — Начиная с XX века наука во многом живет крупными проектами, которые исторически были связаны с физикой. На мастер-классе ребятам рассказали о встрече двух больших проектов — эксперименте, проводимом в ЦЕРН, и современном анализе данных. Последний проект не локализован на конкретном ускорителе, он развивается во множестве научных центров и IT-компаний, но именно этот проект в последние годы существенно влияет на жизнь каждого из нас».

Денис Деркач до прихода на факультет компьютерных наук работал в ЦЕРН на должности научного сотрудника, Федор Ратников участвует в экспериментах ЦЕРН уже более 12 лет. Так что школьники могли узнать обо всем, что связано с Большим адронным коллайдером, из первых рук. «Наша лаборатория ведет несколько совместных проектов с университетами-участниками ЦЕРН, — поясняет Денис Деркач. — С нами работают университеты Рима, Кембриджа, Массачусетский технологический институт и многие другие. Задачи, которые мы решаем, требуют глубокого знания как физики частиц, так и методов анализа больших данных. Решения, которые были предложены в нашей лаборатории, уже работают для онлайн-отбора интересных событий в экспериментах Большого адронного коллайдера. Сейчас мы работаем над автоматизацией систем мониторинга и оценки качества данных. Основой этого проекта является использование методик, разработанных аспирантами нашей лаборатории».

Почему нужно работать с большими данными

Программа школьного дня ЦЕРН включала лекции о физических исследованиях, проводимых на Большом адронном коллайдере, современном состоянии анализа данных в научных исследованиях, лабораторную работу с данными коллайдера, а также телемост со школьниками из других стран (Италии, Франции и Бразилии) и с исследователями ЦЕРН Франческой Дордеи и Эдуардо Родригезом.

По словам организаторов мероприятия, они не ставили перед собой задачи производить серьезный отбор школьников, основной критерий участия — интерес, ведь «именно он двигает науку и технологию». «С точки зрения подготовки, рассказ старшим школьникам требует тщательной проработки материала, — говорит Денис Деркач. — Дело в том, что молодежь, которая приходит на подобные мероприятия, уже достаточно подготовлена и задает глубокие и интересные вопросы. При этом не стоит забывать, что всего за несколько часов необходимо, пусть поверхностно, покрыть несколько семестров курса физического факультета».

В Вышку приехали ученики нескольких лицеев из Москвы и Подмосковья, причем со своими учителями. «Сюда пришли ребята из нашего инженерного класса, они очень увлеченные, два месяца занимались в одном из центров физического факультета МГУ, и когда узнали о том, что НИУ ВШЭ организует такое событие, захотели на него попасть, —  рассказала Жанна Чопорова, преподаватель физики в московском лицее №1575. — Я сама была на Большом адронном коллайдере, знаю, насколько важна проблема обработки большого массива данных, и сегодня ребята смогли многое об этом узнать. Причем умение работать с большими данными им пригодится в любом случае — и как ученым-физикам, и если они решат уйти в бизнес или финансовый сектор».

«Во время лабораторной мы работали на компьютере со специальной программой — смотрели, как регистрируются частицы, и по их «полету» пытались определить время их жизни, — рассказал Владимир Шеин из того же лицея. — Мы работали с реальными данными, и это был очень интересный опыт, который будет полезен, даже если в дальнейшем мы выберем какую-то другую область исследований».

О важности ошибок и открытий

Лабораторная работа, о которой говорили школьники, состояла из двух частей. В первой каждому было предложено визуально проанализировать 30 реальных событий (записанных результатов столкновения протона с протоном на коллайдере) и найти содержащиеся там продукты распада D^0 мезонов. О том, что такое D^0 мезон, ребятам рассказывали во время вступительных лекций. Во второй части школьники измеряли время жизни D^0 мезонов. Всем школьникам были предложены одинаковые наборы данных, в которых они, впрочем, могли сделать специальные отборы, чтобы уменьшить фоновый вклад и увеличить значимость сигнала. Из аппроксимации распределения по временам распада каждый получил итоговый результат о времени жизни. Подобное измерение, проведённое на эксперименте LHCb в 2011 году, позволило улучшить наше понимание первых секунд развития Вселенной и отсутствия анти-материи в окружающем нас мире.

Результаты первой части работы всех школьников (российских и из трех других стран) были сведены вместе, что дало возможность получить хороший, статистически обеспеченный сигнал для D^0 мезона. «Эта часть должна дать школьникам понимание, что, объединив усилия многих участников из разных стран, можно добиться существенного улучшения получаемого физического результата, а это — квинтэссенция любой международной научной коллаборации, — считает Федор Ратников.

Вторая часть продемонстрировала школьникам, что из одинаковых данных можно вывести различные результаты, которые будут внутренне непротиворечивы, но будут обладать различной точностью в зависимости от выбранной процедуры обработки. Таким образом получение результата — это не механическая процедура, а процесс интенсивной интеллектуальной деятельности, проб, ошибок, открытий».

Само участие в этом мастер-классе позволило некоторым школьникам по-другому взглянуть на то, как проводятся физические исследования и какие возможности перед ними открываются.

«Съездить сюда на лекции и последующую лабораторную работу нам предложила наша учительница по физике, причем занятно, что она сделала это во время нашей собственной лабораторной работы, — рассказала Лидия Иджилова, ученица лицея №5 (Долгопрудный). — Узнав о программе дня, мы еще больше им заинтересовались. Я пока отдельно не занимаюсь астрофизикой, но меня привлекает исследование космических лучей и частиц, и лабораторная работа была как раз на изучение мезонов. Интересно было не только самим проанализировать данные, но и посмотреть, как ребята в других странах справились с такой же задачей и сопоставить результаты. И еще мы смогли лучше понять, какую роль компьютерные науки могут играть в физических исследованиях».

«Мы в последнее время приобщаемся к такого рода мероприятиям, и идея поехать в Вышку, чтобы узнать об астрофизике и Большом адронном коллайдере, меня очень привлекла, — отметил, в свою очередь, Дмитрий Кудряшов из Физтех-лицея им. П. Л. Капицы (Долгопрудный). — Хотя я не специализируюсь конкретно в этой области физики, я считаю, что нужно развиваться разносторонне и понимать, что происходит в разных областях науки. По дороге сюда мы с другими ребятами обсуждали, почему мероприятие проводит именно Высшая школа экономики. Но приехав сюда, я узнал, что в Вышке очень большое количество людей занимается не только социальными и гуманитарными науками, но и IT-технологиями, в том числе применительно к физике. Теперь я стал рассматривать ВШЭ как один из вузов, в которые могу поступить».

Вам также может быть интересно:

5 причин учиться на базовой кафедре квантовой оптики и нанофотоники Института спектроскопии РАН

Чем молодых физиков привлекает обучение в Вышке? Какие лаборатории ИСАН открыты для будущих профессоров и академиков? Выяснила новостная служба портала.

«Нам удалось быстро включить магистрантов-физиков в реальные научные исследования»

В этом году состоялся первый выпуск магистерской программы «Физика». О том, чего удалось достичь студентам, какими исследованиями они занимались во время учебы и как будет меняться программа в будущем, рассказал ее академический руководитель, директор Института теоретической физики им. Л. Д. Ландау, член-корреспондент РАН Владимир Лебедев. Подать документы на программу можно до 31 июля.

Какими исследованиями занимаются в магистратуре по физике

Студенты магистерской программы «Физика» сразу приступают к исследованиям в ведущих академических институтах, участвуют в проводимых в лабораториях этих институтов экспериментах и готовят научные публикации по результатам своих работ. Рассказываем о трех исследованиях выпускников 2019 года, которые получили высокие оценки экспертов, а сами выпускники — рекомендации в аспирантуру.

В Вышке появятся первые экспериментальные лаборатории по физике

Конкурсная комиссия НИУ ВШЭ подвела итоги международного конкурса на создание физических лабораторий. Его победителями стали два проекта — лаборатория Ван-дер-Ваальсовых гетероструктур и лаборатория нанофотоники и функциональных материалов.

Как поступить в магистратуру факультета физики по результатам научных исследований

25 мая на факультете физики состоится конкурс студенческих научных работ. Его победители и призеры получат льготы при поступлении на магистерскую программу «Физика». Прием заявок на конкурс продолжается по 23 мая. Рассказываем, как он будет проходить.

«День открытых дверей»: где учатся физики

Домашняя атмосфера, лояльные преподаватели и возможность заниматься наукой уже с первого курса — так устроен один из самых молодых факультетов Вышки, факультет физики. В проекте «День открытых дверей» о нем рассказывают студенты бакалаврской программы «Физика» Арслан Галиуллин (2 курс) и Софья Лопатина (1 курс).

Ученые открыли эффект СР нарушения в распадах очарованных мезонов

Исследователи ВШЭ и Яндекса в составе коллаборации LHCb в ЦЕРН впервые обнаружили СР нарушение в распадах очарованных мезонов.21 марта представители коллаборации LHCb заявили об этом на конференции по электрослабым взаимодействиям и теориям большого объединения в Ля Туиле. Открытие может стать ключом к разгадке тайны асимметрии вещества и антивещества во Вселенной.

Факультет физики НИУ ВШЭ ищет молодых завлабов на прорывное направление

Высшая школа экономики объявляет о старте международного конкурса проектов экспериментальных научно-исследовательских лабораторий по прорывному направлению современной физической науки — «Квантовые технологии и новые функциональные материалы». Победителям конкурса предстоит создать и возглавить научно-исследовательские лаборатории на факультете физики НИУ ВШЭ.

Команда факультета физики получила диплом III степени на Всероссийском студенческом турнире физиков

Турнир проходит ежегодно в формате «физических боев» — командного решения исследовательских задач по физике, представления и защиты их перед другими участниками и членами жюри. В этом году турнир состоялся в САФУ, в нем приняли участие команды из восьми вузов России.

Студенты факультета физики стали призерами Всероссийской студенческой олимпиады по теоретической механике

Они заняли третье место в командных конкурсах, а в личном соревновании получили дипломы II и III степени.