Europos branduolinių mokslinių tyrimų organizacijoje (CERN), esančioje Šveicarijos ir Prancūzijos pasienyje, Vilniaus universiteto (VU) studentai Patrikas Styra, Eglė Lenkaitytė ir Rūta Lomsargytė praleido keletą mėnesių. Ši patirtis jiems suteikė ne tik gilų supratimą apie dalelių fiziką, bet ir galimybę prisidėti prie pasaulinio lygio mokslinių tyrimų. Jie dirbo su pažangia įranga, mokėsi iš tarptautinių ekspertų ir prisidėjo prie projektų, susijusių su duomenų analize, dirbtiniu intelektu bei naujos kartos greitintuvų kūrimu. VU studentai dalinasi įžvalgomis apie jų patirtis didžiausioje pasaulyje dalelių fizikos laboratorijoje.
Iš kairės: Rūta, Eglė ir Patrikas. Asmeninio arch. nuotr.
Įspūdinga įranga ir tarptautinė bendruomenė
Studentai iš labai arti susipažino su CERN mokslininkų bendruomene ir dalelių fizikos tyrimais, aplankė Didžiojo hadronų priešpriešinių srautų greitintuvo (angl. Large Hadron Collider, LHC) dalelių detektorius. Liepos–rugsėjo mėnesiais jie CERN įgyvendino savo mokslinius projektus.
„Čia praleidau 12 savaičių. Turėjau galimybę pamatyti du iš keturių didžiųjų LHC eksperimentų ir dalelių detektorių CERN (CMS ir ATLAS) valdymo centrus ir nusileisti beveik 100 metrų po žeme netoli CMS detektoriaus. Aplankiau Antimaterijos gamyklą, Sinchrociklotroną (ciklinį rezonansinį greitintuvą, skirtą dalelėms pagreitinti fizikos eksperimentuose), keletą mažesnių eksperimentų. Didelį įspūdį paliko technika, naudojama dalelėms aptikti, ir įrangos dydis“, – džiaugiasi E. Lenkaitytė.
Jai antrina ir R. Lomsargytė. Ji sako, kad stažuotėje įgijo nepakartojamos patirties, lankydama dalelių fizikos bei susijusių sričių paskaitas ir mokydamasi iš savo srities ekspertų, žinomų visoje didelių energijų fizikos bendruomenėje. „Dirbdama prie projekto pamačiau, kaip atrodo kitokia darbo kultūra. Didžiausią įspūdį paliko tarptautinė bendruomenė: žmonės, studijuojantys fiziką, programavimą, inžineriją ar susijusias sritis, atvykę iš viso pasaulio, dirba vienoje vietoje. Iš tokios įvairios bendruomenės galima sužinoti apie kitų vykdomus projektus, asmenines patirtis, kurios nuvedė į CERN. Tai suteikė motyvacijos ir toliau stengtis tobulėti ir prisidėti prie tokių pasaulinių eksperimentų“, – pasakoja studentė.
Rūta. Asmeninio archyvo nuotr.
P. Styra stažuotėje praleido 10 savaičių. Jam įspūdį paliko CERN infrastruktūra: „Erdvės ir aparatai, kurių nesu matęs: Antimaterijos gamykla, CERN duomenų centras, CMS detektoriaus erdvė, kad ir tas pats CMS biuras labai įdomus ir unikalus. Iš CERN išsivežu daug žygių patirties ir iššūkių, pažinčių. Taip pat ir keletą naujai išmoktų technologijų, kurias jau naudoju asmeniškai ir akademiškai.“
Virtualūs asistentai ir dar efektyvesnė duomenų analizė
Augant didžiųjų kalbos modelių naudojimui daugelyje sričių, taip pat ir didelių energijų fizikoje, buvo pastebėta, kad esami modeliai netiksliai atsako į klausimus apie CERN LHC duomenų analizę. „Buvo siekiama pritaikyti vieną iš didžiųjų kalbos modelių kuriant virtualų asistentą, kuris padėtų atlikti CMS eksperimento duomenų analizę. Uždavus natūraliosios kalbos klausimą, su asistento pagalba parašomas reikiamas programinis kodas ir gaunamas norimas rezultatas, pavyzdžiui, histograma“, – apie savo mokslinį projektą pasakoja R. Lomsargytė. Darbuodamasi palyginti naujoje srityje, jaunoji tyrėja siejo fiziką ir didžiuosius kalbos modelius, kurdama tokį įrankį. Ji neabejoja, kad padarytos išvados bus panaudotos ateities tyrimams.
P. Styra prisidėjo prie vieno iš didžiųjų eksperimentų duomenų kokybės užtikrinimo. CMS detektorius renka milžiniškus kiekius informacijos apie dalelių susidūrimus. Tam, kad šie duomenys būtų patikimi ir tikslūs, nuolat atnaujinami detektoriaus kalibravimo parametrai, atsižvelgiant į, pavyzdžiui, senėjimo, triukšmo, slėgio ar magnetinio lauko pokyčius. „Gilinausi į duomenų kokybės stebėseną (angl. Data Quality Monitoring) ir dariau atnaujinimus programose, kuriose galima nurodyti skirtingas subdetektorių aplinkybes (angl. conditions), po patvirtinimo jos išsaugomos duomenų bazėje ir naudojamos tolesniems duomenų apdorojimams“, – pasakoja jis.
E. Lenkaitytės mokslinis projektas buvo susijęs su naujos kartos dalelių greitintuvu (angl. Future Circular Collider, FCC), kurį planuojama įrengti CERN. Jos darbo tikslas buvo sukurti dokumentuotą duomenų analizės su „Coffea“ (angl. Columnar Object Framework For Effective Analysis) sistema pavyzdį.
Eglė. Asmeninio archyvo nuotr.
Fizikė aiškinosi, kaip modernus ir efektyvus analizės įrankis, sukurtas specialiai didelės apimties dalelių fizikos duomenims apdoroti, leistų dar efektyviau kurti analizės scenarijus. „Analizę atlikau su FCC-ee (angl. Future Circular Collider electron-positron mode) modeliuotais duomenimis. Aiškinausi, kaip programinį kodą pritaikyti prie FCC duomenų struktūrų ir analizės poreikių, gilinausi į privalumus, lyginant su kitais duomenų analizės metodais: efektyvus darbų paskirstymas, modulinė analizės struktūra, galimybė lengvai plėsti analizę didesniems duomenų kiekiams“, – pasakoja jaunoji tyrėja, prisidėjusi prie naujos duomenų analizės sistemos kūrimo.
Dalelių fizika studentai domėjosi jau anksčiau ir rekomenduoja kitiems
E. Lenkaitytė dalelių fizikos tyrimais susidomėjo trečiame kurse. Dirbdama Fizikos fakulteto Fotonikos ir nanotechnologijų institute, ji ieškojo daugiau galimybių įsitraukti į CERN veiklas. Teorinės fizikos ir astronomijos institute atlikusi praktiką, fizikė parengė baigiamąjį bakalauro darbą, remdamasi CERN CMS eksperimento duomenimis. Vasarą praleidusi stažuotėje, šiuo metu ji tęsia studijas teorinės fizikos ir astrofizikos magistrantūroje.
Trečiakursė fizikos studentė R. Lomsargytė pasakoja, kad beieškodama, kurioje fizikos srityje norėtų specializuotis, mokėsi CMS eksperimento duomenų analizės Fizikos fakulteto Didelės energijos protonų susidūrimų tyrimų grupėje. „Šioje srityje vykdomi tyrimai sudomino, todėl nusprendžiau pasinaudoti galimybe stažuotis vykdydama susijusį projektą“, – sako ji.
P. Styra apie CERN buvo girdėjęs mokykloje. „Buvome čia atvykę su klasiokais, apžiūrėjome Sinchrociklotroną ir aplankėme muziejų, bet žinojau, kad noriu kokiu nors būdu prisidėti prie CERN misijos“, – pasakoja programuotojas, aukštųjų technologijų verslo programos magistrantas.
Patrikas. Asmeninio archyvo nuotr.
Visi pašnekovai pabrėžia, kad panašią stažuotės patirtį rekomenduotų ir kitiems. „Išvažiavimas atlikti praktikos ne tik plečia akiratį, bet ir suteikia daug naujų žinių bei patirčių. Grįžtu ne tik išmokusi naujų dalykų, bet ir smagiai praleidusi vasarą, sutikusi daug naujų žmonių ir susiradusi draugų iš viso pasaulio“, – džiaugiasi E. Lenkaitytė.
„Lietuvių bendruomenė labai šiltai priima ir aplinka CERN yra labai draugiška. Daugybė veiklų aplink, Šveicarijos kalnai ir miestai, via ferrata ir žygiai“, – prisimena P. Styra.
R. Lomsargytė sako, kad patirtis CERN pakeitė požiūrį į studijas, mokslinį darbą, suteikė žinių apie tarptautinę didelių energijų fizikos bendruomenę. „Supratau, kad Fizikos fakultete įgyti programavimo pagrindai ir įgūdžiai spręsti problemas naudingi ne vien studijose, o ir ateities projektuose. Įgyta patirtis suteikė gilesnį supratimą apie dalelių fizikos tyrimus, paskatino ir toliau prisidėti prie naujų įrankių kūrimo didelių energijų fizikoje“, – pasakoja ji.
VU Fizikos fakulteto Branduolių ir elementariųjų dalelių fizikos centras vykdo Lietuvos mokslų tarybos finansuojamą IMPRESS-U programos projektą „IRIS-HEP: Mokslo programinės įrangos kūrimo bendradarbiavimo plėtimas į Ukrainą, Lenkiją ir Lietuvą“, pagal kurį VU studentams sudaroma galimybė vykti stažuotis į CERN. Visi šių metų projekto dalyviai jau grįžo į Lietuvą.