«Мы хотим, чтобы люди не боялись науки»: физик Станислав Батурин ― о том, что такое установки класса Megascience и зачем нужны «закрученные» частицы

— Как и почему вы заинтересовались физикой ускорителей?

— Если честно, так вышло случайно. Я окончил кафедру квантовой механики СПбГУ и после получения магистерского диплома пошел работать в Центральный научно-исследовательский институт робототехники и технической кибернетики. В тот момент мне хотелось заниматься разработкой искусственного интеллекта (ИИ), но, к сожалению, аспирантура по ИИ была только в Москве. Я не особо хотел переезжать, так как у меня была рок-группа и расставаться со своими друзьями я не хотел. На тот момент басист группы и мой однокурсник Дима Семикин учился в аспирантуре СПбГЭТУ «ЛЭТИ» и посоветовал мне поговорить с Алексеем Дмитриевичем Канарейкиными, который впоследствии стал руководителем моей диссертации. Он  занимался классическими вопросами излучения, у него было много проектов и небольшая научная группа, в которую входили Илья Шейнман и Александр Альтмарк. Они активно занимались теоретическими задачами, связанными с физикой ускорителей, в которые я тоже стал включаться. В результате я защитил кандидатскую диссертацию по этой теме в радиофизическом совете СПбГУ.

После того как окончил аспирантуру, я полтора года проработал постдоком в американской исследовательской компании Euclid TechLabs, LLC, специализирующейся на линейных ускорителях частиц. Затем попал на классическую программу Fellowship (Post Doctoral Fellow) в Чикагском университете (University of Chicago), где и занимался исследованиями в большой межуниверситетской коллаборации The Center for Bright Beams почти три года. После этого срока нужно было искать другое место работы, и благодаря предыдущему опыту я смог стать доцентом (Assistant Professor) в Университете Северного Иллинойса (Northern Illinois University).

В США я продолжил развиваться в области физики ускорителей, старался больше заниматься теорией, так как она мне интереснее. Многие коллеги говорят, что физика ускорителей — экспериментальная наука, но я с ними категорически не согласен. Эксперимент невозможен без теории так же, как и теория без эксперимента. Физика — это синергия двух частей. Мы можем очень долго теоретизировать, но если мы не можем проверить догадки, это не более чем фантазии. А можем, наоборот, очень долго искать какие-либо явления, но без понимания, где и что конкретно искать, экспериментальная физика будет топтаться на месте. Дело даже не в том, что существует теоретическая и экспериментальная физика, а в том, что есть просто физика и вопрос, на который мы хотим ответить. А дальше мы подбираем правильный инструмент — компьютерные симуляции, эксперименты или аналитические расчеты.

— Вам предлагали стать постдоком и в Аргоннской национальной лаборатории, и в Чикагском университете, но вы предпочли второй вариант, потому что вам больше нравится именно университетская атмосфера. Отличается ли она чем-либо в Америке и России?

— Поразительно, но по сути нет. Если говорить про классический советский университет, отличия есть, но если сравнивать с современными российскими университетами, мы похожи: и там, и там профессора подают проекты, читают лекции и развивают определенное научное направление. Финансирование с грантов в основном уходит на оплату труда студентов и развитие лабораторий, зарплату профессору платит только университет. Кроме, пожалуй, летних месяцев, которых могут также покрыть деньги из гранта, но обычно это небольшая доля от полной суммы проекта.

Наверно, самое главное отличие американских университетов от наших в том, что они понимают, ценят и умеют налаживать связи с индустриальными партнерами. Ученые, занимающиеся фундаментальными исследованиями, всегда думают, как можно хотя бы часть своей работы реализовать в коллаборации с какой-либо компанией. Мне очень нравится такой подход. У нас раньше невозможно было такое представить, но сейчас мы тоже постепенно находим партнеров.

— Что дал вам опыт работы в США?

— Во-первых, я узнал, как работать в среде, где у тебя нет поддержки и к тебе относятся максимально нейтрально, поэтому ты должен зарабатывать свою репутацию сам полностью с нуля. Чтобы добиться какого-то уважения и внимания к своему исследованию, нужно много работать. В России все происходит немного по-другому: если ты окончил хороший университет, тебя все-таки теплее принимают. Также у меня был опыт самостоятельной работы: я научился самостоятельно ставить задачи и мыслить независимо.

Наверно, еще ко мне пришло понимание, что наука зависит не от того, где ей занимаются, а от того, кто и как ее двигает: не имеет значения, находимся мы в США, России или Европе, важны люди. На сегодняшний день с ресурсами, которые вкладываются в науку, я бы сказал, что есть технологии в которых мы преуспеваем. Если раньше было непонятно, где взять оборудование для исследований, сейчас оно у нас есть или мы можем его создать. Мне всегда казалось, что в США лучше, и я уезжал туда с полной уверенностью, что российская наука загнивает, а вот за океаном она в рассвете сил. Однако, оказавшись в США я обнаружил, что там существуют свои трудности и никакого чуда нет. Чтобы добиться успеха нужно работать существенно больше, чем я работал, пока был в аспирантуре, и секрет успеха в первую очередь в целеустремленности и максимальной сфокусированности на результате. Я хорошо прочувствовал, как все зависит только от меня, поэтому не важно, в какой стране ты работаешь, а важно, кто тебя окружает и к чему стремишься ты сам.

Еще когда я учился в СПбГУ, у меня было ощущение прикосновения к великим ученым, создавшим современную науку. Например, кафедру квантовой механики основал академик Владимир Фок — известный физик-теоретик XX столетия. То же самое я чувствовал в Москве в Институте теоретической физики им. Л.Д. Ландау и Институте физических проблем им. П.Л. Капицы. В Чикагском университете работало много разных именитых ученых, но самым известным из них был один из «отцов атомной бомбы» Энрико Ферми, который прямо в университете построил ядерный реактор. Очень интересно быть так близко к истории. Более того, я большой фанат фильмов про Индиану Джонса, и в Чикагском университете мне удалось найти аудиторию, где главный герой по сюжету фильма «Индиана Джонс: В поисках утраченного ковчега» читал лекцию. Такие вещи дорогого стоят.

— Когда вы вернулись в Россию, вы подали заявку на программу ITMO Fellowship & Professorship. Почему вы решили попробовать силы в Первом неклассическом?

— До программы я познакомился с Дмитрием Карловцом, который и рассказал мне про эту замечательную возможность. Когда мы с Дмитрием обсудили возможный план совместной работы, получилось очень интересно: одна часть работы была связана с тем, чем я уже занимался, и другая — с тем, что хотел попробовать, так что проект Fellowship получился сам собой.

Отдельно отмечу, что, когда я только начал свое знакомство с Новым физтехом, меня поразила атмосфера и дух настоящей науки. Такого количества людей в одном месте, которые хотят и могут заниматься наукой, я не видел, пожалуй, больше нигде, кроме как в ИТМО. Честно говоря, я очень рад и горд, что здесь ученые полностью отдаются работе. Очень здорово, что в России появляются такие университеты.

— На программе вы вместе с Дмитрием Карловцом работаете над проектом, связанным с физикой элементарных частиц. Какими еще проектами вы занимаетесь в ИТМО?

— В проекте, который мы развиваем с Дмитрием, моя часть работы — это попытка реализовать все амбиции и идеи физики «закрученных» частиц в Объединенном институте ядерных исследований в Дубне. Сейчас известно, как можно закрутить частицы на низких энергиях, но как это сделать на высоких — пока неясно, поэтому мы хотим разработать методики и технологию, а впоследствии провести эксперименты на линейном ускорителе и других тестовых установках в Дубне по генерации «закрученных» частиц высокой энергии. Разогнать частицы интересно хотя бы потому, что «закрученность» — это дополнительная степень свободы, которая может существенно повлиять на взаимодействие. Из-за того, что далеко не все реакции доступны на низких энергиях, ускоритель частиц будет важным инструментом проверки теории и, возможно, поиска новых физических явлений за пределами стандартной модели.

Несмотря на то, что я отвечаю за экспериментальную часть работы в Подмосковье, я продолжаю активно заниматься теоретические задачами. Например, сейчас с физиком Андреем Волоткой мы работаем над вопросом влияния закрученности атома на его электронный спектр: влияет ли закрученность атома на его микроструктуру, изменяется ли спектр электронов в атоме и взаимодействует ли электрон с орбитальным моментом атома как целого — это те немногие вопросы, на которые мы надеемся ответить в ближайшее время. Если закрученность влияет на микроструктуру, должно возникнуть, например, расщепление электронных уровней по аналогии с расщеплением в магнитном поле (эффект Зеемана). Если же микроструктура не меняется при закручивании, это может указывать на универсальный закон, который, возможно, справедлив не только для электромагнитного, но и для других типов взаимодействий.

— Также вместе с Дмитрием вы планируете провести факультативный курс об установках класса Megascience. О чем он и кому может подойти?

— Это некоторый обзор тех экспериментов и направлений науки, которые сейчас развиваются по всему миру. Мы понимаем, что современная физика — экспериментальная и теоретическая — стала очень сложной, самые интересные и глубокие вопросы требуют невероятных усилий. Поэтому мы и строим огромные установки. Каждая из них, например Большой адронный коллайдер, лазерная установка LCLS или строящийся в Дубне ускоритель NICA — это уникальная и очень сложная машина, которая помогает искать ответ на определенный фундаментальный вопрос. На курсе мы расскажем о принципах работы этих и других машин, идеях, лежащих в их основах, и задачах, которые ученые пытаются решить с их помощью. При этом какие-то вещи мы будем объяснять с нуля, поэтому курс подойдет и студентам бакалавриата, и постдокам, а для понимания хватит базовых знаний общей физики. Мы хотим, чтобы как можно больше людей познакомились с современными тенденциями науки и не боялись ее, а в ответ на новость, что Большой адронный коллайдер создаст черную дыру, которая поглотит нас всех, улыбались и понимали, что это не так.

Всего будет восемь занятий, на которые нужно предварительно зарегистрироваться. Они начнутся 11 марта, продлятся до середины июня и будут проходить в очном формате в аудиториях Нового физтеха. У слушателей также будет возможность посмотреть запись. После успешной сдачи итогового теста студенты ИТМО могут зачесть курс как факультатив и внести его в список дисциплин в дипломе, а остальные слушатели получат сертификат о прохождении.

Мои лекции будут посвящены кильватерному ускорению (wake field acceleration), я объясню преимущества этой ускорительной схемы, основные идеи и физические основы и расскажу, с какими проблемами приходится сталкиваться и какие современные установки уже работают на основе этого принципа. Дмитрий поделится информацией о том, зачем мы вообще создаем новые установки и какие области физики остались неизученными.

— А как вы предпочитаете проводить свободное время?

— Мне нравится заниматься музыкой: я умею играть на гитаре и бас-гитаре, а раньше у меня была рок-группа и я даже серьезно увлекался записью треков. Еще я люблю бегать, но зимой из-за снега упражняться неудобно. Хотел бы сказать, что люблю читать, но, если честно, читаю очень мало, зато это компенсирует моя жена: она пересказывает мне все новинки. А так стараюсь больше времени проводить с детьми.