Лица МИФИ: Семен Хохлов – человек высоких энергий

Поводом к разговору с новым героем рубрики «Лица МИФИ», доцентом НОЦ НЕВОД Семёном Хохловым стал выход в свет его большого романа в двух томах «Сквозняки времени» – «Перелом эпох» и «Перекресток тупиков» (книгу, кстати, можно взять почитать в нашей библиотеке, пока еще идут каникулы). Но, конечно, мы поговорим и о науке: возможно, и в физике частиц тоже скоро произойдет «перелом эпох». 

- Семён, это не первая ваша книга, но первая большая книга – два тома! О чем?

- О событиях на Урале, происходивших в трех разных эпохах: во время пугачевского восстания, Гражданской войны и в 1990-е годы. Место действия – один из тех железоделательных заводов Южного Урала, который не удалось взять Салавату Юлаеву – вот я там родился, это город Катав-Ивановск, в Челябинской области. В романе 94% правда и 6% мистики – для украшения, чтобы было интереснее читать. Опережая вопрос – любовная линия тоже есть. Эта книга – поклон родине, роман имеет посвящение: «Моим родителям, привившим мне любовь к литературе и истории», поскольку в нашей семье всегда много читали.

Роман С. Хохлова «Сквозняки времени» 

- Тем не менее, вы не выбрали историю или литературу. Как вы попали в МИФИ?

- В 2002 году я поступил в филиал МИФИ в городе Трехгорном, бывший МИФИ-5, сейчас это ТТИ. На третьем курсе перевелся на спецфакультет на московскую площадку. Следующие три года учился уже в Москве и практически сразу начал работать.

- Почему всё-таки стезя инженера-физика?

- Старший брат когда-то заканчивал техникум и собирался поступать в институт. Я пришел к прадеду и рассказал ему об этом, а прадед ответил: «Значит, он будет инженером». Почему, говорю, ведь не обязательно инженером. А он в ответ: «В университете можно учиться либо на врача, либо на инженера». Другие варианты всерьез не рассматривались. У нас, кстати, весь класс так и распределился, только у некоторых еще была разновидность «военный инженер».

- И как вы попали «в лапы» Анатолия Афанасьевича Петрухина?

- Очень быстро. В феврале 2005 перевелся в головной МИФИ, в мае уже работал старшим лаборантом на НЕВОДе. Наша группа относилась к кафедре №7, с которой можно было попасть в разные лаборатории, НЕВОД тогда не был еще выпускающим, но был отдельным научным подразделением, куда кафедра№ 7 направляла студентов на НИРСы и дипломы.

- А что делает старший лаборант?

- Тогда мы старались поддерживать в строю предыдущую версию детектора НЕВОД, меняли высоковольтные кабели, подбирали разные герметики для них, занимались и другой инфраструктурой установки.

- Когда сформировались ваши научные интересы и каковы они теперь?

- Довольно поздно. В школе у меня физики просто не было, так как не было учителя (это обычная история для конца 90-х – начала 2000-х), пришлось перед поступлением в вуз изучать физику на разных подготовительных курсах. В МИФИ я поначалу занимался различными инженерными вопросами, приборами… Диплом был посвящен исследованиям характеристик фотоумножителей.

А перед поступлением в аспирантуру Анатолий Афанасьевич поставил задачу по физике частиц, тема кандидатской была «Каскадные ливни в детекторе НЕВОД», – тут уж деваться было некуда, пришлось углубляться в физику. В 2010-х годах многие с НЕВОДа пошли преподавать на кафедру № 6 – Анатолий Афанасьевич нам это предложил и такой опыт оказался прекрасной возможностью подтянуть общую физику и начать работу преподавателя.

За спиной Семёна – бассейн НЕВОДа

- Кто были ваши учителя в МИФИ?

- Моими первыми наставниками были Виктор Владимирович Киндин и Михаил Борисович  Амельчаков, а руководителем дипломного проекта был Игорь Иванович Яшин. Потом я много работал с Ростиславом Павловичем Кокоулиным, его уже с нами нет, к сожалению. В 2013 году я защитился. Тема кандидатской диссертации была связана с энерговыделением мюонов, работа была интересна тем, что к моменту начала аспирантуры детектора еще не было. Старая версия НЕВОДа для этого не подходила, надо было создать новую. Анатолий Афанасьевич Петрухин нашел тогда деньги на серьезную модернизацию и нам удалось закупить новые фотоумножители и считывающую электронику, но это была только половина дела. Еще предстояло всё это проверить, собрать и настроить. Квазисферические модули должны были регистрировать черенковское излучение  внутри бассейна, под водой, что сильно увеличивало требования к качеству сборки. В итоге потребовались усилия 27 человек, чтобы за несколько лет запустить работу детектора. Когда начались измерительные серии удалось померить энерговыделение одиночных мюонов в воде.

- Сейчас научные направления ваши?

- Неускорительная физика высоких энергий и физика мюонов. Наша главная задача, исследование мюонов в НЕВОДе – так называемая мюонная загадка: почему в широких атмосферных ливнях мюонов больше, чем должно быть по теории.

- И почему?

- Есть предположение, что там образуется новая частица или даже новое состояние вещества.

- Что нам даст знание, что там есть новое состояние вещества?

- Новую энергетику – даже не XXI, а XXII века. Если там идет какой-то процесс с повышенным энерговыделением, то, наверно, можно будет придумать электростанции на новых физических принципах.

У детектора ТРЕК

- План, среднесрочный и долгосрочный, кроме открытия новых частиц?

- Этой весной мы закончили большую модернизацию нашего комплекса и запустили новый эксперимент по отбору групп мюонов с помощью крупномасштабного детектора ТРЕК. Первоочередная задача сейчас – получить результаты на новом сочетании установок. С помощью черенковского водного детектора мы планируем измерять энерговыделение мюонов, тех самых, которых больше чем нужно. А детектор ТРЕК с высокой точностью скажет нам, сколько мюонов прошло через бассейн. Никто кроме нас в мире так не делает. Мы первые, кто решил разделить измерение этих двух параметров, поэтому наш эксперимент является одним из самых главных в физике частиц и его результатов ждут многие научные группы мира, занимающиеся разработкой моделей ядро-ядерных взаимодействий.

- После которого, возможно, наступит «перелом эпох» в физике частиц?

- Да. У нас в МИФИ в Экспериментальном комплексе НЕВОД была сформулирована мюонная загадка и теперь мы стараемся разобраться в ней, найти ее решение. Хочу отметить, что делаем мы это непосредственно на территории университета и силами университета – преподавателей, сотрудников, студентов, которые участвуют в этих экспериментах, начиная с третьего курса. Мы стараемся их как можно раньше вовлекать в науку, а эксперимент – это большая и сложная кухня, здесь каждому найдется дело: дежурства, обслуживание приборов, обработка данных. Обработка – довольно сложная задача, нужны самые современные знания: программирование, нейронные сети. Плюс ко всему – сейчас любой эксперимент нужно дублировать в цифровом виде с помощью математической модели, этим мы тоже занимаемся. В модели заложена та физика, которая известна. Большая часть эффектов должна повторяться и в эксперименте, и в модели.

- Главное, чтобы эксперимент под модель не подстраивался – это же одна из важнейших методологических проблем в науке.

- Основные эффекты в эксперименте должны повториться, и кроме этого мы должны увидеть физику, которой нет в модели, но есть в эксперименте.

- Вы работаете только с теми экспериментами, что проходят в МИФИ?

- Не только в МИФИ, теперь мы стали членами коллаборации BAIKAL, создающей Байкальский подводный нейтринный телескоп (Baikal Gigaton Volume Detector, Baikal-GVD). Каждый год из нашего университета один-два человека ездят в зимние экспедиции на Байкал, помогают разворачивать телескоп, монтировать оптические модули на километровую глубину. В коллаборации, кстати, примерно половина участников – это выпускники МИФИ (это на заметку будущим студентам), которые теперь работают в ОИЯИ в Дубне и ИЯИ в Москве, и все они с большим теплом вспоминают свои студенческие годы в МИФИ. Вернемся к науке – Байкальский телескоп, кроме нейтрино, регистрирует атмосферные мюоны, что дает возможность измерения их энергетических характеристик. Но это непростая задача, надо сначала разработать методы анализа, вот мы постепенно подбираемся к этому.

- Кроме анализа данных что-то еще делаете для Байкальской коллаборации?

- Еще одно направление – тестирование элементов телескопа, например, недавно, мы в нашем бассейне протестировали байкальский оптический модуль, в ближайшее время собираемся тестировать модуль, изготовленный китайскими коллегами. Из таких модулей, возможно, в озере Байкал будет создаваться российско-китайский нейтринный телескоп очень больших размеров.

- Зачем на Байкале еще один телескоп?

- Тот, который достраивается сейчас на Байкале, будет иметь объем 1 км³ (такой же объем есть у американцев в Антарктиде – детектор IceCube).  Чтобы качественно увеличить статистику, размер телескопа надо увеличить в десятки раз. Поэтому российско-китайский телескоп планируется сделать объемом в 30 км³.

- И еще вы преподаете в ИЯФиТе.

- Да, «Математическую статистику», «Детекторы ионизирующего излучения», «Современные проблемы физики космических лучей» и инженерный практикум, еще провожу экскурсии по нашему комплексу. В целом мне интересно работать со студентами, с ними никогда не соскучишься.

Встреча с читателями в родном городе

- В вашей книге главная героиня – это студентка-историк. Про студентов-физиков не хотите написать?

- Новая книга будет как раз про них, про студентов-мифистов, я уже делаю наброски первых глав. Хочется написать научную фантастику, максимально близкую к современной физике частиц. МИФИ соседствует с парком Коломенское, в овраге которого по легенде происходят временные скачки́. Хочется обыграть такое замечательное соседство и эту легенду, поэтому рабочее название книги «Голосов овраг».

- То есть среди ваших учеников, возможно, ходят их прототипы, и кто-то даже узнает себя? Будем с нетерпением ждать! А пока для затравки приведу отрывок из начала «Сквозняков времени»:
«…Жуткий блеск клинка еще несколько раз мелькнул в воздухе, удар молнии зажёг стоящую поблизости сосну, людей на поляне сёк ливень, из стороны в сторону шарахался ветер. Пространство, казалось, лопалось под ударами трёх стихий, и из образующихся трещин вытекали слова знахарки:

Смутные годы вернутся не раз,
Через столетья прорвется мой глас,
Но явится дева, душою чиста,
И остановит кружение зла…»