Сучасна диджитал-освіта для дітей — безоплатне заняття в GoITeens ×
Mazda CX 30
×

Физик-ядерщик — об адронном коллайдере в Германии и роли программирования в жизни ученого

Максим Бородин — Java-разработчик, живет и работает в Германии. По образованию Максим — физик-ядерщик, с 2006 по 2009 год он занимался научными исследованиями на адронном коллайдере.

В интервью для DOU Максим рассказал об экспериментальной науке, ускорительном центре DESY в Гамбурге, а также о роли программирования в жизни ученого.

— Максим, вы много занимались и экспериментальной физикой, и программированием. Кем вы себя считаете — программистом или физиком?

Сейчас я больше программист, конечно. Увлекся и физикой, и программированием еще в школе — у меня были отличные учителя по этим предметам. Думал поступать на IT-факультет в КПИ, но всё же выбрал ядерную физику в КНУ им. Шевченко.

О своем выборе не жалею: на физфаке нас научили думать, анализировать проблему, подходить к решению с разных сторон, не бояться браться за задачи, которые еще никто не исследовал прежде.

— Есть ли в Украине работа после физфака? Куда можно трудоустроиться?

Все зависит от того, каким направлением физики вы занимаетесь. У нас на ядерной физике было 2 направления — энергетики и экспериментаторы. Энергетики в основном идут в компании и организации, связанные с атомными электростанциями, ядерной безопасностью. Экспериментаторы — в Институт ядерных исследований или куда-нибудь за пределы Украины. Я выбрал последний вариант.

— Как вы попали в Германию? Уехали во время учебы или уже по окончании университета?

Во время учебы. В конце 3 курса к нам приехал выпускник нашей кафедры, профессор Аушев. Он пригласил всех желающих поучаствовать в настоящем эксперименте по физике высоких энергий. Меня и нескольких моих одногруппников заинтересовала эта возможность. Мы исследовали данные со старого эксперимента, который практически себя отжил — эти данные уже были вдоль и поперек изучены. Это позволяло нам сверяться с «правильными» ответами, выявлять и не повторять собственные ошибки.

Мы прошли у профессора Аушева летнюю практику, а спустя месяц он пригласил меня принять участие в новых экспериментах на адронном коллайдере в Германии. Проект назывался Zeus. В команду искали студента-физика, который умеет программировать. Навыки программирования у меня были: я еще в школе учил С++. В университете участвовал в проекте, связанном с Международным центром ядерной безопасности. Там занимался разработкой ПО для вихретоковой дефектоскопии, в частности для атомных электростанций.

Я отправил резюме, прошел собеседование со своим будущим начальником, и в середине ноября я уже уехал в Германию — в научно-исследовательский центр DESY (Deutsches Elektronen-Synchrotron).

— Уехав в Германию, вы не успели окончить университет. Как удавалось совмещать учебу с работой в другой стране?

Вскоре после того, как я и несколько моих одногруппников приехали на коллайдер, наш университет Шевченко официально стал членом коллаборации Zeus, получил соответствующие права и обязанности. В том числе право отправлять сюда студентов и профессоров.

В КНУ я приезжал дважды в год на сессию. Преподаватели шли навстречу, понимая, что я уехал не гулять и пиво пить, а как представитель вуза, который показывает уровень подготовки университета на международной арене. Так что иногда они делали скидку, давали поблажки.

— Расскажите подробнее о DESY. Как там все устроено?

DESY — это крупный ускорительный центр. Основные ускорители стоят в Гамбурге. Скажем так, каскад ускорителей. Прежде чем частицы попадают в основное кольцо, Hera, они проходят через несколько различных предускорителей, которые их разгоняют до определенной энергии. Длина Hera — 6,3 км. Для сравнения, длина главного кольца Большого адронного коллайдера (БАК) в CERN — 26,6 км.

Hera тогда была единственным электронно-адронным коллайдером в мире. На ней можно было получить уникальные результаты только за счет физики, которая происходила при столкновении частиц.

У каждой машины есть цель, ради которой ее строят, а также разные побочные исследования, которые возникают в смежных областях. К примеру, главная цель БАК — нахождение бозона Хиггса, главная цель Hera — нахождение структурной функции протона. Дополнительные задачи — изучение упругого и неупругого рассеивания электронов и позитронов на протонах, проверка существующих теорий.

Hera — это большой-большой микроскоп, который позволяет увидеть, как протон выглядит внутри, в каких соотношениях друг с другом находятся кварки. В отличие от обычного микроскопа, мы видим не картинку, а поток цифр, график.

На фоне детектора Zeus в день закрытия ускорителя в DESY

— А чем именно занимались вы? Что исследовали?

Я исследовал неупругое фоторождение Upsilon-1s мезонов. Занимался проверкой существующей теории из нерелятивистской квантовой хромодинамики, которая описывает сечение рождения заданных частиц в различных процессах. Измеряли экспериментальные значения и с точностью до погрешности сверяли их с теоретическими.

Кроме этого, мы находили много разных интересных вещей на нашем детекторе. Например, когда, рассматривая какой-то димюонный канал, мы зафиксировали пик в районе 6 GeV, даже начали думать, что, наверное, нашли новую частицу :) Подготовили, опубликовали заметку. Но, к сожалению, кроме нас в этой области никто ничего не фиксировал, поэтому непонятно, было ли там что-то действительно или же это «глюк» реконструкции или железа.

— Какие технологии использовали в исследованиях?

Главный язык — это С++. Многие коллеги старшего возраста использовали Fortran, потому что он им привычнее и удобнее. Исходя из языковых предпочтений, использовался один из двух фреймворков: PAW или ROOT. PAW — это очень старый фреймворк для физики высоких энергий, написанный на Fortran и имеющий похожий на него скриптовый язык. ROOT — более новый фреймворк, написан на С++. Его создал тот же разработчик, который написал PAW. Даже ходила шутка, что первая версия ROOT была получена с помощью программки f2c, которая конвертирует Fortran в С :)

Оба фреймворка предоставляют очень много инструментов для анализа, различных вычислений, построения графиков. Другими словами, это все, что надо человеку, чтобы посмотреть результаты эксперимента и красиво представить свое исследование.

Еще одна основная технология была Grid — это нечто промежуточное между старым понятием стандартного вычислительного кластера и современным понятием облака. По сути, это кластер, распределенный по всей планете. С помощью специальной прослойки он предоставляет свой ресурс так называемой виртуальной организации. Мы использовали это для обработки наших данных и вычислений.

Добавлю, что в физике без программирования делать нечего. 90 % времени физик пишет программы, так как на бумажке справиться с объемами данных и сложными вычислениями не получится. Например, эксперименты в CERN генерируют по 4 гигабайта данных в секунду. Оставшиеся 10 % времени — это подготовка разных презентаций, докладов для конференций.

— Насколько большая команда работала над экспериментами? Сколько украинцев?

Суммарно — около 500 человек, но многие уезжали и приезжали. Онсайт работало 100-150 специалистов.

Из Украины вначале были только профессор Аушев, я и мои одногруппники Миша и Аня. Под конец нас стал больше — около 10 человек. Все с нашей кафедры. Насколько я знаю, уже после моего ухода приезжали студенты из Киево-Могилянской академии.

— Если говорить об Украине, что сейчас происходит с отечественной наукой?

У нас действительно существует большая проблема с финансированием науки. Эта отрасль все еще жива за счет энтузиазма отдельных ученых, которые находят гранты за границей и продолжают в Украине свои разработки.

Крупных исследовательских центров в Украине нет, и вряд ли они могут появиться. Проблема в том, что экспериментальная физика, и в частности ядерная физика, в своем развитии зашла так далеко, что для экспериментов нужна сложная и дорогая техника. Настолько дорогая, что на сегодняшний день не существует такой страны, которая в одиночку может позволить себе построить какую-нибудь машину, провести эксперименты. Даже Америка, лучшая экономика в мире, такое не потянет. Будущее за международными коллаборациями.

Но нам есть чем похвастаться. К примеру, ученые из отдела физики высоких энергий Института ядерных исследований разработали новые детекторы, которые использовались, в частности, при постройке экспериментов для Большого адронного коллайдера. То есть качество продукта и технологий соответствует мировым стандартам. Но делалось это все вначале в прямом смысле слова «на коленке».

Ускорители на территории DESY (image source)

— Чем вы занялись, когда закончился контракт с DESY?

Когда закончился контракт, я решил, что хочу поступить в аспирантуру и немного поменять направление. До этого я занимался физикой высоких энергий, а теперь захотел перейти на ускорительную физику.

Этим направлением меня заинтересовал товарищ-армянин, с которым мы подружились на DESY. Ускорительная физика — это, можно сказать, фишка армян :) Во всех ускорительных центрах основа группы — это представители Армении. У них эта отрасль очень хорошо развита.

Но с аспирантурой не сложилась: по семейным причинам мне пришлось вернуться в Украину и по-быстрому найти работу в Киеве. Так я попал Samsung, где проработал 4 года.

— На какую должность пришли в Samsung?

Начал с позиции Middle-разработчика, через год стал Senior. C физикой эта работа связана не была, но интересно, что большинство тогдашних сотрудников нашего отдела были физиками и математиками.

Про проект, к сожалению, рассказать не могу. Он касался мобильных технологий.

— Легко удалось освоить новый для себя стек технологий?

Я считаю, что это один из плюсов образования физика — нас научили очень быстро осваивать новое. Если это новый язык программирования, достаточно понять семантику и начать практику. С каждым днем будет получаться все лучше и лучше, и за месяц можно выучить любой язык на достаточно хорошем уровне, за исключением каких-то экзотических тонкостей.

— Что было после Samsung?

Я получил предложение о работе в IT-компании в Швеции, но мне там не понравилось. В первую очередь, не понравился заказчик, для работы с которым я был нанят. К тому же, Стокгольм — слишком шумный для меня город. Там живет треть всей Швеции, притом, что Швеция — это 3-я по площади страна Европы.

Спустя 7 месяцев я решил вернуться в Германию. Нашел себе работу и переехал. Пришел на позицию Java Developer в компанию Silbury Deutschland GmbH.

Сейчас я живу в городе Фюрт, это пригород Нюрнберга. На метро от центрального ж/д вокзала Фюрта до центрального ж/д вокзала Нюрнберга 20 минут, на поезде — 8.

— Что можете рассказать об IT-индустрии в Германии?

Для Германии на сегодняшний день квалифицированные IT-специалисты — это больная тема. Их очень мало. Также не хватает врачей, инженеров и ученых. Местные жители не видят смысл идти учиться в университет, тратить 5 лет жизни, если можно за год-другой научиться крутить гайки и получать зарплату, которой достаточно, чтобы покрыть все базовые потребности.

Проблема с нехваткой квалифицированных специалистов — это одна из причин, почему немцы реализовали европейский концепт синей карты таким образом, чтобы всеми силами удержать вас в стране.

— Чем вам нравится жизнь в Германии?

Немцы мне близки по менталитету. Мне комфортно жить в обстановке, когда я знаю: чтобы быть на работе в 9:00, я должен проснуться в 8:09 минут, потому что даже расписание движения транспорта просчитано с точностью до минуты. Нравится стабильность.

Германия — это страна, в которой ты можешь сконцентрироваться на том, что ты хочешь получить от жизни, а государство предоставляет все необходимые для этого инструменты.

— Какие у вас планы на будущее? В какой области планируете развиваться?

Меня всегда интересовали облака и распределенные вычисления, так что планирую уделять больше времени этим областям.

Замечал, что когда начинаю интересоваться какой-то технологией для себя, то потом — раз — и на работе появляется соответствующий проект. Начал интересоваться микросервисами, и как раз пришла задача разработать платформу для контейнеризации. И коллеги мне сразу же: «О, ты что-то ляпнул про докер, ну давай, вперед».

— А за наукой не скучаете?

На самом деле я очень скучал, достаточно часто ездил в отпуск в Гамбург. До недавнего времени там работал мой хороший друг. В DESY привыкли доверять людям: для того чтобы попасть на территорию, надо охраннику помахать рукой и сказать: «Здрасьте». И приходишь весь воодушевленный — вот, высокая наука. Но после кофе с другом думаешь: «Нет, я больше никогда не вернусь в науку, ни за какие деньги».

После работы в Samsung и других IT-компаниях у меня сформировалось понимание стандартов разработки, выполнения задач. И когда я слышу от друга, как к этому подходят в науке... Отношение примерно такое: «Мы на этой неделе никакого конкретного результата не получили, ну и ладно, это тоже результат». Но надо отдать должное, что в науке это нормально: ученый обычно ищет черную кошку в темной комнате, и не факт, что она там есть. Наука — это творческий процесс и, как и в творчестве, случаются застои.

Также угнетает отношение некоторых ученых к программированию: «Это всего лишь написать программу, это любой дурак сделает за пару часов, а вот физика — это да, тут надо думать». Но в бизнесе такую программу пишет команда разработчиков из 10 человек в течение года, а тут один человек копается, пытается что-то сделать, и это затягивается надолго.

Скажем так, если бы во некоторые вспомогательные области, например написание научного софта, принести больше бизнес-подхода, ориентированности на достижение цели в установленные строки, а не когда получится, то наука была бы гораздо эффективнее. Сложность в том, что такой подход может убить науку: это все равно, что заставить художника спланировать картину и нарисовать ее в заданный срок.

Все про українське ІТ в телеграмі — підписуйтеся на канал DOU

👍ПодобаєтьсяСподобалось0
До обраногоВ обраному0
LinkedIn

Схожі статті




59 коментарів

Підписатись на коментаріВідписатись від коментарів Коментарі можуть залишати тільки користувачі з підтвердженими акаунтами.

Ой, да корпоративная культура уже зашла в науку по самые помидоры. У нас уже есть цели/сроки вот это все... Вплоть до числа великих открытий (ну ОК, статей достойных хайлайта).

Цікаве інтерв’ю, розвіяло анекдоти про фізиків-ядерщиків, які мають більше n-кількості дипломів, але сидять без роботи.

Напомнило:
Собираются физики-ядерщики потусить, эдак 1 раз в 2 тыщи лет. И запускают коллайдр...

Было бы очень интересно узнать больше о жизни именно в Гамбурге :)

В DESY привыкли доверять людям: для того чтобы попасть на территорию, надо охраннику помахать рукой и сказать: «Здрасьте»

Это говорит о низком уровне культуры физической защиты на предприятии. На предприятиях такого уровня должна быть реализована жёсткая пропускная система иначе рано или поздно жди теракт. К примеру, в том же киевском институте ядерных исследований без временного пропуска тебя никто не пустит. Кстати, можете попробовать сделать фотографии ворот въезда на территорию института и будете отвечать на неудобные вопросы ребят из нацгвардии)

Это свидетельствует лишь о глупости государства. Берём на работу чела из этого самого института и он тебе расскажет и покажет что угодно. Гораздо дешевле, чем готовить шпиона

Здесь речь не о шпионаже, а о лицах, которые могут быть заинтересованы в выполнении противоправных действий на таком предприятии. Автор написал, что диаметр кольца в ускорителе 6,3 км, представляете, что будет если это все взорвать? Или же просто активист из Гринписа повредить многомиллионное оборудование.

С зум-объективом 200+ мм легко и непринужденно. Ребята из нацгвардии даже подозревать не будут. Да со смартфоном в руке, управляя с часов, можно удачно мимо пройти. Ну как дети прямо. Вопрос в другом: кому на хер сдались эти ворота? Тешить синдром вахтера?

s/мизонов/мезонов
s/онсайд/онсайт

Местные жители не видят смысл идти учиться в университет, тратить 5 лет жизни, если можно за год-другой научиться крутить гайки и получать зарплату, которой достаточно, чтобы покрыть все базовые потребности.

Очень показательно. Вот реальный вред социализма! Если перераспределять деньги на «бедных, но честных» учиться не будет никто

Думаю, що тут трохи інакша ситуація.
Німці не хочуть сидіти вдома на виплати по безробіттю, вони все ж хочуть працювати, просто для них стоять на одному рівні робочий, що крутить гайки на колесах на заводі Даймлера чи програміст, який сидить на тому ж Даймлері і пише софт для того ж БМВ.
Просто для одного треба 5+ років вчитись, вчити англійську і ще не факт, що візьмуть, а для іншого треба мати ± здоров"я і бажання щодня приходити на 9.00. І особливо враховуючи, що зарплата не дуже сильно буде відрізнятись.
А от для мігрантів сидіти на виплатах цілком норм, тому й будь-яка робота не особливо потрібна.

Просто для одного треба 5+ років вчитись, вчити англійську і ще не факт, що візьмуть, а для іншого треба мати ± здоров"я і бажання щодня приходити на 9.00. І особливо враховуючи, що зарплата не дуже сильно буде відрізнятись.

Вот поэтому и не учатся. Зарплата НЕ ОТЛИЧАЕТСЯ. Много ли людей согласится работать больше ради такого же результата. Теперь посмотри на Украину, желающих войти в айти всё больше и больше

Так це ж не престижно. Стратифікацію на білі і сині комірці ніхто в західному соціумі не відміняв.

ІМХО,

білі і сині комірці

в наш час така дуже сегрегація помітна тільки в Азії, а в європі з цим набагато простіше, мало хто париться через те, що він заробив своїх 2-5 тисяч євро крутячи гайки, а не сидячи в офісі.

На практике все равно есть районы с разным уровнем достатка у их жителей
Париться особо не парятся, но это все же разные социальные круги.

Та ні, різниця є, в 1.5 раз приблизно. Жиючи в Німеччині ви би зустрічалися зі швачкою, або нормально би сприйняли, що ваш зять — сантехнік?

Ну конкретно я б і зі швачкою зустрівся і з сантехніком би знайшов спільну мову, бо намагаюсь цінувати в людях не тільки матеріальний бік, хоча погоджуюсь, що ця складова життя дуже важлива.
Як казав покійний Хью Хефнер, гроші і секс мають значення лише тоді, коли їх не вистачає.
От з ким би я не зустрічався і кого б не сприйняв в якості зятя, так це людину, яка сидить на соц. виплати і вважає, що на**ав систему, бо всі кругом дурники, а він молодець.

Момент «а поговорить» тоже становится важен в определенный момент.

«А поговорить» зачасту слабо звязано з освітою людини, значно сильніше це повязано з її особистими якостями.

Разница между оплатой дворника/строителя/чернорабочего и оплатой программиста с опытом будет раза в 3 — 5, то есть 3-6 тысяч вместо 1-1,5 (на руки). Не всем дается программирование, не всем оно интересно. На 1,5 в принципе можно прожить, если снимать комнату где-нибудь не в центре, будет оставаться на хобби, там играть в рок-банде, ходить на собрания леваков с целью устроить новую мировую революцию или гонять на велике по горам (и еще 100 вариантов на выбор). Стимул учиться есть, просто это не так просто, и человека, который выучил как копировать код с стек-оверфлоу без понимания как оно работает в серьезную компанию вряд ли возьмут.

На выплатах (Hartz IV) особенно не посидишь, на еду будет хватать, но не более. Разница между благосостоянием семьи на Hartz IV и семьи, в которой оба специалиста с высшем образованием и работают будет очень большой — вторые будут зарабатывать на порядок больше. Те мигранты, которые понимают, куда они едут, быстро учат язык и идут на профессиональные курсы/пытаются подтвердить свою специальность как можно быстрее.

Те мигранты, которые понимают, куда они едут, быстро учат язык и идут на профессиональные курсы/пытаются подтвердить свою специальность как можно быстрее.

И отваливают из сугубо иммигрантских районов при первой возможности.

Нет. Как раз идти туда тогда будут те, кого прёт, а не те, кто хотел бы жить достойно и только за этим парятся, чтобы получить ненавистную «корочку», чтобы на следующий же день ритуально сжечь все конспекты.

Так в том то и дело, что энтузиастов не достаточно

А что с визами? В Германии все просто — подходишь — на визу. Если ты известный научный деятель/ученный и тд можно и пмж сразу попросить...

Ага, я просил. И в конце концов грозя судом и публичным скандалом (я работаю на федеральное правительство, язык знаю, здесь уже не первый год — что ж вы, куки, мне ПМЖ не даете?!), в конце концов добился своего.
Вот только этого параграфа (ПМЖ сразу для высококвалифицированных) в AufenthG, насколько я знаю, уже нет.

Ан нет, для ученых еще есть (только ты докажи тупому чинуше с образованием уровня техникума, что ты — светило мировой науки).
dejure.org/gesetze/AufenthG/19.html
А мой параграф — для особо ценных специалистов — таки-отменили.

Местные жители не видят смысл идти учиться в университет,

Насчет этого уважаемый автор ошибаться изволил.
Проблема в другом — в Германии ты можешь быть ахренненно классным спецом, но получать будешь не по заслугам, а по тарифу! В науке это зафиксированно формально — W3 — максимальная ставка профессора (и неважно какого — бревнолога ли или нобелиста). В фирмах это правило неписано, но за редким исключением четко соблюдается.
Поэтому светила (да и вообще все кто выше среднего) сваливают в США, да Швейцарию или становятся контракторами. Отсюда и дефицит кадров.

Ну вот ещё одна причина: социализм одергивает к среднему уровню. Зачем напрягаться, если будет то же самое?

Цікава стаття, як то кажуть, «Респект таким парням».
Доволі несподівано, що більшість часу фізика, займає програмування. Чомусь завжди думав, що подібні задачі віддають на аутсорс фрілансерам або окремо найнятим програмістам.
Принаймні мав досвід спілкування з конторами, де є окремо підрозділ математиків-дослідників і окремо програмерський відділ, який ці всі ідеї намагався втілити в коді.

Доволі несподівано, що більшість часу фізика, займає програмування. Чомусь завжди думав, що подібні задачі віддають на аутсорс фрілансерам або окремо найнятим програмістам.

Тех завдання фрілансери і справжні програмісти просто не в стані зрозуміти :)

Думаю, що в більшості випадків там банальна реалізація алгоритма. Тобто закодити формулу, розпарсити файл з даними і прогнати ці всі дані через алгоритм, якщо так, то це робота джуніор-мідл програмерського рівня.

Ага реалізація алгоритму на базі чисельних моделювань: розв’язок системи інегральних, диференціальних рівнянь, монте-карло моделювання. Але до того треба зробити хитросплетені апроксимації і спрощення, які не значно впливають на кінцевий результат, але сильно пришвидшують виконання алгоритму і дають яснішу інтерпретацію результатів. Джуніор-мідл програмерського рівня потягне?

питаєте

что тут сложного

для класичного програмера?

Ну ясно що це елементарно, але програмери зараз хіба прикладну математику закінчують?

Правильно сказали — закодить не проблема. Проблема придумать алгоритм, как решить задачу. И вопрос не в ЧМО, а именно в алгоритме.
Можно и в математике тупо NDSolve’ом решать, но лучше свести к квадратурам и считать так. А для этого нужно использывать всеми ненавистный матан. В GoIT такому не учат) Так что задача уровня джуна, но джуна, окончившего физ-мат)

программирование и прикладная математика- это разные направления..

розв’язок системи інегральних, диференціальних рівнянь, монте-карло моделювання. Але до того треба зробити хитросплетені апроксимації і спрощення

Не зовсім розумію, ви маєте на увазі, що програма має це все рахувати в ріалтаймі, на вхід приймаючи лише сирі дані?
Якщо так, то мені здається, що мали б існувати бібліотеки, які значно спрощували б роботу з цим.
Якщо ж таких ліб нема і це кожного разу, після кожного експерименту доводиться писати ПЗ для обрахування всього цього, то це якось супер не оптимально.

Звичайно, що є бібліотеки для цього.

В такому випадку, я не бачу великої проблеми, аби подібні задачі вирішував середньостатистичний мідл, особливо враховуючи, що абстрактний фізик-математик має бути в зоні досягаємості і консультуватиме.

Теоретично можливо, але на практиці ніколи не зустрічав такої форми співпраці.

Я исследовал неупругое фоторождение Upsilon-1s мизонов.
Например, когда, рассматривая какой-то димюонный канал, мы зафиксировали пик в районе 6 GeV

это не бины автовайрить))

Хотелось бы не автовайрить, но что тогда делать — непонятно)

Хотелось бы не автовайрить, но денег тогда не дают :(, а кушать хочется!

Хороший тайтл: сварщик бинов)

Как я понял автор как раз бины автовайрит сейчас. Кажется тема «почему» не полностью раскрыта, совсем денег в науке не платят или что-то другое?

Підписатись на коментарі