Особенностью Международной Байкальской молодежной научной школы фундаментальной физики «Физические процессы в космосе и околоземной среде», которая прошла в Иркутске 5 – 10 сентября, стали интенсивы на современном оборудовании научного комплекса Института солнечно-земной физики СО РАН. Две группы молодых ученых из Иркутска, Якутска, Калининграда, Санкт-Петербурга и Москвы в течение недели перед проведением школы работали на комплексе оптических инструментов института в Торах, построенном в рамках Национального гелиогеофизического комплекса РАН, и на уникальной научной установке – единственном в России радаре некогерентного рассеяния в Усолье-Сибирском. Итоги учебного исследования обсуждались на круглом столе в рамках школы и были высоко оценены жюри. Решено, что такая форма работы станет на БШФФ постоянной.
Заведующий лабораторией физики нижней и средней атмосферы ИСЗФ СО РАН кандидат физико-математических наук Роман Васильев, который руководил группой на комплексе оптических инструментов, рассказал, что при подготовке интенсивов организаторы ставили несколько задач:
- Во-первых, мы хотели рассказать о Национальном гелиогеофизическом комплексе и тех исследовательских задачах, которые он может решать. Во-вторых, ознакомить с методами исследования верхней атмосферы при помощи оптических и радиофизических инструментов – Интерферометра Фабри-Перо, быстрых фотометрических устройств, широкоугольных монохроматических камер, приемников сигналов ГНСС. Кроме того, были запланированы лекции об исследовании среднеширотных сияний, волновых процессах в верхней атмосфере, основах высокоуровневого языка программирования Python для визуализации и анализа научных данных. Наконец, были проведены практические занятия по развертыванию и настройке измерительной аппаратуры, обработке и интерпретации данных наблюдений.
Практическая работа была организована по нескольким направлениям. Участники БШФФ разрабатывали альтернативную методику поиска и определения параметров волновых структур на изображениях широкоугольных камер всего неба на линии 630 нм; ставили эксперимент по наблюдению быстрых вариаций свечения неба вдоль линии «спутник – приемник ГНСС» и сопоставляли данные с вариациями полного электронного содержания; изучали методы обработки калибровочных интерферограмм для получения параметров прибора и их использование для анализа наблюдений свечения ночного неба, сопоставляли температуры и ветра полученных на линии 630 нм с результатами наблюдения параметров ионосферной плазмы на радаре.
По словам старшего научного сотрудника ИСЗФ СО РАН Валентина Лебедева, руководившего группой на радаре, интенсивы были направлены на решение учебных, методических и научных задач.
- Кроме того, институт получил возможность проверить, как работают комплекс оптических инструментов и радар одновременно. Поскольку получены сопоставимые результаты, можно сделать вывод, что измерения ведутся верно, следовательно, в дальнейшем можно исследовать с помощью этих инструментов более тонкие и сложные эффекты с большей долей уверенности. Сотрудники ИСЗФ СО РАН довели процесс получения и обработки информации до такого уровня, когда человек, обладающий общей культурой анализа данных, может достаточно быстро погрузиться в этот процесс. У нас сейчас не просто набор сырых данных, которые записываются на диск в виде бинарных файлов, это база данных с возможностью оперативного анализа в удобном визуальном представлении. Это общемировой тренд, когда исследовательские центры готовят данные своих инструментов в таком виде, что любой исследователь может приехать и работать с ними, предложить свои задачи и таким образом расширить сотрудничество между научными центрами.
Старший научный сотрудник Института динамики геосферы РАН (Москва) кандидат физико-математических наук Сусанна Беккер, которая уже во второй раз принимала участие в БШФФ, отметила высокопрофессиональную организацию интенсивов:
- Были подготовлены очень содержательные лекции, мы получили возможность поработать на совершенно уникальных инструментах – и не только получить данные, но и осмыслить их, обсудить, как результаты можно использовать. Я занимаюсь ионосферой, поэтому возможность поработать с такими данными для меня – чрезвычайно ценный опыт. Очень интересно были поставлены задачи, четко спланирована работа (с утра лекции, днем обработка данных, вечером обсуждение, анализ, планирование следующего дня), в результате мы получили целостное представление, включающее теорию, практику и осмысление результатов. Порадовало, что наша работа оказалась полезна институту – удалось выявить определенные нюансы в алгоритмах пересчитывания данных радара и поправить их. На следующий день мы видели, что машина в автомате намного лучше обрисовывала кривые.
Директор ИСЗФ СО РАН член-корреспондент РАН Андрей Медведев подчеркнул, что подобные интенсивы для молодых ученых – это возможность погрузиться в работу на новом для них оборудовании, понять все тонкости работы исследователя.
- Когда делаются доклады, все подробности остаются за кадром. Во время интенсива люди могут увидеть, что не все бывает идеально и гладко, но в этом-то и есть интерес научной работы – искать выходы. Кроме того, мы решили объединить теоретическую работу с экспериментальной, потому что данные мало получить, их надо квалифицированно оценить, увязать с общей картиной физических явлений. Участники БШФФ изучали процессы в верхней атмосфере с помощью двух разных инструментов, а наши лекторы объясняли, как эти процессы увязываются в общей физической картине – от движения электрона до характера движения во всей верхней атмосфере. Когда в команде находятся и экспериментаторы, и теоретики, и модельеры, мы получаем общую картину произошедшего и ее интерпретацию. И сразу появляются идеи, на что обратить внимание, какие дополнительные измерения необходимы, чтобы картину восстановить в целом.