Недавно ZN.UA опубликовало статью об украинских ученых, которые работают в Европейской организации ядерных исследований (CERN) в международных коллаборацияx. Они получили престижную международную премию — научный «Оскар» Breakthrough Prize за экспериментальное подтверждение ключевых предположений современной теории квантовой физики.
Примечательно, что ZN.UA было единственным украинским изданием, прокомментировавшим это событие. Позже o награде сообщили и в новостях Национального телемарафона. Интересно, что в опросе читателей, который проводили на сайте ZN.UA, около 90% отметили, что узнают об успехах украинских ученых изредка, когда те получают большие награды. То есть, несмотря на весомые научные достижения наших ученых, украинская общественность недостаточно осведомлена об их успехах. А единственный комментарий к статье был таким: «Кроме новостей, еще нужна научно-популярная информация: книги, видео, статьи. И здесь, кроме Митио Каку и российских ученых и ютуберов, украинских — ноль!».
Позвольте не согласиться с этим. Хочу поделиться с вами огромной работой украинских ученых и диаспоры по популяризации физики элементарных частиц в Украине, которую действительно было бы полезно шире осветить в печати. А также рассказать о возможностях для украинской молодежи и учителей узнать о физических исследованиях в CERN и принять участие в проектах по популяризации науки.
Исторический контекст и традиции
По состоянию на сегодняшний день в CERN работают 29 исследователей из институтов и университетов Украины. Еще 200 украинских ученых работают в научных организациях других стран, а также непосредственно в CERN. Стоит помнить о роли украинских научных центров в развитии физики элементарных частиц с момента ее зарождения больше ста лет назад.
Например, наш Харьковский физико-технический институт (ХФТИ) уже в 1930-х годах был одним из ведущих международных центров физики частиц. В Харькове Лев Ландау (Нобелевская премия 1962 года) основал свою теоретическую школу и вместе со своим учеником — харьковчанином Евгением Лифшицем начал писать курс по теоретической физике. Виктор Вайскопф, будущий директор CERN (1961–1965), работал в Украинском физико-техническом институте, как тогда назывался ХФТИ, в 1933–1934 годах. В конференциях в Харькове принимали участие легендарные ученые, основатели современной физики: Бор, Ван дер Грааф, Дирак и многие другие иностранные ученые.
В 1970-х годах ученые из ХФТИ Дмитрий Волков, Владимир Акулов и Вячеслав Сорока играли решающую роль в развитии теорий суперсимметрии и супергравитации. К сожалению, пока эксперименты CERN не нашли никакого подтверждения этих теорий, но исследования продолжаются.
С другой стороны, некоторые эффекты теории когерентного излучения электронов и позитронов в согнутых кристаллах, разработанной в ХФТИ Александром Ахиезером и Николаем Шульгой, были недавно подтверждены в экспериментах NA63 и UA9 в CERN.
Еще один ключевой центр физики элементарных частиц в Украине — Институт теоретической физики, который основал в Киеве в 1966 году Николай Боголюбов. По его инициативе в украинской столице дважды (в 1959 и 1970 годах) проходила главная конференция по физике элементарных частиц (ICHEP), в которой участвовали сотни ученых со всего мира.
Это лишь несколько примеров достижений физиков в Украине. К сожалению, многие всемирно известные физики элементарных частиц, такие как Матвей Бронштейн, Грегори Брейт, Герш Будкер, Джордж Гамов, Морис Гольдхабер, Глеб Ватагин, Владимир Векслер, Жорж Шарпак (Нобелевская премия 1992 года), которые родились в Украине, большую часть своей карьеры построили в других странах, поэтому их достижения у нас широко не обсуждают, а их связь с Украиной редко известна за ее пределами.
Корни высокой научной культуры можно найти в украинских научных обществах конца ХІХ — начала ХХ столетий. Среди членов Научного общества имени Шевченко были такие известные физики, как Альберт Эйнштейн и Макс Планк.
Эта традиция продолжается и по сей день. Ученые в CERN не только проводят фундаментальные исследования, но и ведут специальные программы для учителей и учеников: это и школы в CERN, и дистанционные курсы, и даже экспериментальные проекты. Например, конкурс Beamline for Schools дает возможность старшеклассникам предложить и, в случае победы, реализовать свои проекты на ускорителях частиц.
Украиноязычные проекты в CERN для учителей и школьников
Во многих из этих проектов украинские ученые сотрудничают с Малой академией наук Украины (МАНУ), которая подчиняется Национальной академии наук и Министерству образования и науки Украины. МАНУ объединяет более 250 тысяч учеников в возрасте от 10 лет со всей Украины, а также 8500 преподавателей и ученых в 65 научных секциях.
Украинские ученые в CERN сотрудничают с МАНУ с 2011 года. В этой работе мы опираемся на широкий спектр образовательных программ CERN. Они чрезвычайно важны для поддержки учителей и школьников, особенно тех, кто находится на прифронтовых территориях, поскольку помогают сохранить интерес к науке и образованию, несмотря на вызовы войны.
Прежде всего это телемосты для школьников, которые знакомят их с физикой элементарных частиц и экспериментами в CERN. Они соединяют с учеными CERN и отдельные учебные заведения, и отделения МАНУ в разных городах Украины. На таких встречах юные исследователи могут задать вопрос тем, кто для них является примером ученого, кто стоит на переднем крае исследований по физике элементарных частиц.
В 2011–2014 и 2016–2019 годах в CERN проводили украинские школы для учителей и школы для учеников, которые позволили около 30 учителям и 10 ученикам ежегодно посещать экспериментальные установки в Женеве, a также прослушать лекционный курс по физике элементарных частиц там, где проводятся исследования.
Организаторы школ в CERN до сих пор хранят сувениры от учителей, которые приезжали со всей Украины: магнит из Рубежного, флаг и значок из Мариуполя, фотокнигу из Донецка, путеводители из Харькова, Днепра и Киева.
Из-за пандемии ковида с 2020 года эти программы были вынуждены перейти в онлайн-формат, но они и дальше собирают сотни участников. К этим дистанционным программам для учителей добавлено новое требование: подготовить подробный план освещения темы одной из лекций школы для занятий в университете, колледже, школе, кружке, ученическом научном обществе и т.п. Учителя, которые окончили школу, могут присоединиться к Всеукраинскoму клубу почетных послов науки CERN в Украине, где они имеют возможность делиться полученными знаниями. Ближайшая такая школа запланирована на 2–6 июня 2025 года. Приглашаем всех заинтересованных учителей присоединиться!
Международные проекты CERN для учителей, школьников и студентов
С 2016 года, когда Украина стала ассоциированным членом CERN, украинские учителя получили возможность участвовать в международных англоязычных школах, которые организует для них CERN ежегодно в июле и августе. Прием заявок на программы 2026 года будет открыт 1 ноября 2025 года.
Для школьников также есть много возможностей открыть для себя CERN. Это международная программa Beamline for schools, которая предусматривает конкурс по физике для учеников старших классов. Команды предлагают эксперимент, который хотят провести на ускорителе элементарных частиц. В апреле закончился срок подачи заявок на программы в этом году. Из 508 полученных заявок две из Украины, а еще в трех есть украинские участники. Пять команд-победителей объявят в июне 2025 года. Они проведут свои эксперименты в сентябре этого года: два в CERN, два в Немецкой национальной лаборатории DESY в Гамбурге. А одну команду пригласят в центр ELSA в Боннском университете. Официальный запуск следующего сезона пройдет осенью 2025 года, и команды, которые заpегистрируются в программе, будут иметь доступ к эксклюзивным онлайн-мероприятиям.
Также украинские ученики могут участвовать в образовательной программе CERN-Solvay или прослушать четырехчасовой онлайн-курс по физике элементарных частиц на английском языке. Он ознакомит вас с фундаментальными вопросами: что такое частица или что такое заряды и взаимодействие, которые приведут к прикладным вопросам — что такое ускоритель частиц и что такое детектор частиц. Эти онлайн-ресурсы открыты для всех, кто заинтересован в понимании основ физических исследований, которые проводятся в CERN.
Харьковский национальный университет имени Каразина сотрудничает с Международной группой по вопросам физики элементарных частиц (IPPOG) в проведении международных мастер-классов, где ученики знакомятся с методами исследований под руководством ученых CERN. Организацию таких мастер-классов можно было бы расширить на другие города в Украине.
Есть специальные программы и для студентов. Они имеют возможность участвовать в трехмесячной летней школе CERN с возможностью дистанционно посещать занятия для граждан Украины, которым запрещено выезжать из страны. Такие летние программы проводятся и в уже упомянутой лаборатории DESY в Германии или в Институте исследований и инноваций в программном обеспечении для физики высоких энергий IRIS-HEP в США.
И, наконец, есть возможность посетить эксперименты CERN дистанционно, не выходя из дома или класса.
Что дальше?
Украинское сообщество физиков элементарных частиц продолжит создавать информационные видео и статьи, предлагать новые мероприятия, чтобы донести до украинцев наше восхищение от открытия новых частиц, разработки новых детекторов, от наших исследований, которые иногда, будто нечаянно, приводят к созданию новых медицинских устройств или развитию всемирной сети Интернет... В Интернете есть уже много интересных материалов на украинском языке для тех, кто хочет больше узнать о нашей работе в CERN. С нетерпением ждем встречи с вами на наших будущих мероприятиях!
Мы должны больше говорить об успехах украинских ученых, рассказывать о новых открытиях. Наука должна вдохновлять, быть в фокусе общественного внимания. Нам нужно мотивировать и учить следующее поколение украинских ученых. Потому что фундаментальные исследования, как те, что проводятся в CERN, являются обязательными для обеспечения технологического преимущества для защиты мира и безопасности в Украине.