Одним из главных принципов уникальной «системы Физтеха», заложенной в основу образования в МФТИ, является тщательный отбор одаренных и склонных к творческой работе представителей молодежи. Абитуриентами Физтеха становятся самые талантливые и высокообразованные выпускники школ всей России и десятков стран мира.

Студенческая жизнь в МФТИ насыщенна и разнообразна. Студенты активно совмещают учебную деятельность с занятиями спортом, участием в культурно-массовых мероприятиях, а также их организации. Администрация института всячески поддерживает инициативу и заботится о благополучии студентов. Так, ведется непрерывная работа по расширению студенческого городка и улучшению быта студентов.

Адрес e-mail:

МФТИ предлагает огромные возможности в обмен на Вашу душу

Но он коварнее самого дьявола — предлагает

эту сделку не всем, а устраивает конкурс и

отбирает самых талантливых. Более того, он

не предупреждает, что будет вытягивать из

них душу и все больше затягивать в свои сети.

Подавая заявление в МФТИ, абитуриент тем

самым заключает эту сделку. И свои обязан-

ности по сделке институт выполняет всегда

хорошо, если студент учится с душой.

 

Постараюсь на своем примере показать, какие возможности мне предложил Физтех, а также объяснить отличие МФТИ от одного из самых главных его конкурентов – МГТУ им. Н. Э. Баумана.

Это сладкое слово – свобода

Я окончил с серебряной медалью гимназию “Эврика” в Великом Новгороде. Единственная четверка в аттестате была по литературе. На чтение книг по школьной программе просто не оставалось времени – постоянно был в разъездах на олимпиадах по физике, математике, астрономии и информатике. Зато собрал на них богатый урожай дипломов разного уровня. О поступлении в вуз задумался во втором полугодии 11 класса. В то время лучшим выбором мне казалась Бауманка, куда я и поступил на факультет ”Специальное машиностроение” на специальность “Космические летательные аппараты и разгонные блоки”. Сразу ощутил дух Бауманки – строгая “генеральная линия партии”, выраженная в учебных планах, в мощной системе контроля успеваемости студентов и в некоторых других неприятных особенностях. Во время обучения в Бауманке я с одногруппниками посетил МИФИ, МГУ и МФТИ. Нам было интересно, что изучают и как живут студенты других вузов. В Физтехе мы почувствовали дух свободы, и тоска по ней заставила нас уйти из МГТУ в МФТИ. Сложно сказать, где лучше. Наверное, единственный правильный ответ: каждому – свое. Кому-то легче плыть по течению, а кто-то хочет свободы. А для меня Бауманка была хорошим плацдармом для дальнейших наступлений и Физтеха.

"

Заточить” свою программу

Второй вопрос, который возник – выбор факультета. Я практик, и не люблю “науку ради науки”. Обойдя деканаты МФТИ, набрал много проспектов, которые тщательно изучал в течение полугода. И пришел к единственно верному выводу: лучше всего переводиться на ФАКИ – меня в то время привлекла прикладная направленность учебных курсов, а также активная спортивная жизнь факультета. И сейчас я считаю, что выбор был верным. Сложно сравнивать учебные программы МФТИ и МГТУ. Скажу о них лишь одно – на младших курсах загруженность студентов в обоих вузах примерно одинакова. Организационные и бюрократические вопросы однозначно легче решать в МФТИ. По возможностям обеспечить активный отдых вузы примерно одинаковы: есть различные секции, клубы, спортивный инвентарь. Но у Физтеха есть одно важное преимущество – он предоставляет возможность “заточить” учебную программу под себя. И я – тому подтверждение.

Как мы управляем спутником

Когда я отучился один семестр в МФТИ, мне предложили попробовать свои силы в команде студентов, занимающихся созданием микроспутника под руководством Михаила Юрьевича Овчинникова. Все этапы, которые требуется пройти при создании спутника, от расчета орбиты до изготовления “железа”, должны были быть выполнены нашей командой. Мне предложили один из самых лакомых кусочков – изготовление основной части лабораторного стенда для отработки способов управления ориентацией микроспутника. Этот стенд состоит из трех пар колец Гельмгольца, которые в небольшой области пространства создают однородное управляемое по величине и направлению магнитное поле, имитирующее поле Земли. В этой области может свободно вращаться модель спутника, которая, подобно стрелке компаса, ориентируется требуемым образом в этом поле. Разница между ней и стрелкой компаса в том, что стрелка компаса – это постоянный магнит, а модель спутника может менять вектор своей “намагниченности”, тем самым правильно ориентируясь в пространстве. Так можно испытать алгоритмы управления ориентацией спутника не только на формулах, но и на модели. Свою часть работы я выполнил. Но я работал не только руками. Как и все студенты, сдал некоторый набор интересных теоретических курсов, входящих в мой индивидуальный учебный план.

Программистом – скучно

Параллельно я подрабатывал программистом. На кафедре информатики даже предлагали писать работу на степень бакалавра. Но, на мой взгляд, программист – эта не та профессия, ради которой надо учиться в МФТИ. Программистом быть скучно. К тому же, когда я перешел на недавно созданную кафедру автоматизированных био-технических систем (АБТС), у меня резко возросла стипендия, и необходимость в подработке отпала. На этой кафедре учебный план составлялся с учетом наших пожеланий. Конечно, пройти по пути старших товарищей, учась на какой-нибудь “древней” кафедре легче, но не столь интересно. На новой кафедре пригодились все накопленные мной знания – от высшей математики до навыков быстро искать в Интернете нужную информацию. Мне была предложена довольно интересная тема для исследований на степень бакалавра.

Что в черном ящике?

Задача ставилась так. Контрабандист идет с чемоданом мимо таможенника с хитрым прибором. Прибор должен определить, что в черном ящике. Вообще, сделать такой прибор – дело не простое. Есть, например, рентген. Но он позволяет увидеть только форму предмета и применим не ко всем материалам. Так, например, он не сможет “просветить” контейнер, сделанный из тяжелых металлов. Еще одним крупным его недостатком является то, что источник и приемник рентгеновского излучения должны находиться по разные стороны от “черного ящика”, то есть контрабандиста надо незаметно для него окружить. Есть еще много других технических проблем, которые мешают воспользоваться рентгеном в этом случае. Химические методы (взять пробу и сделать анализ) неприменимы для герметичной упаковки. Специально натасканная собака среагирует на психологическое состояние контрабандиста, заметив даже малую боязнь или неуверенность. Но иногда контрабандист сам не знает, чего несет в чемодане, и себя преступником даже не осознает. Одно из возможных решений – нейтронный активационный анализ. А именно: прибор облучает нейтронными лучами чемодан, а в ответ улавливает индуцированное гамма-излучение содержимого чемодана. Оно возникает при взаимодействии нейтронов с ядрами вещества. Если методом временного стробирования, то есть отсечения всего приходящего гамма-излучения, не попадающего в специально вычисленный временнойинтервал, указать необходимую глубину сканирования, то можно собрать спектр гамма-квантов, излученных преимущественно содержимым чемодана. По полученному спектру этого излучения необходимо сделать выводы о некоторых свойствах испустившего его вещества, в частности, о его химическом составе. Задача очень обширная и требует решения целого ряда вопросов – радиационной безопасности, алгоритмических ухищрений, проведения статистических оценок. Но сам метод принципиально свободен от перечисленных выше недостатков других методов. Я не решил задачу полностью, но под руководством д. т. н. Сергея Алексеевича Воронова набрал достаточно материала для работы на степень бакалавра. В магистратуре я продолжаю работу в этом же направлении. Кратко перечислю результаты, которых я добился, и методы их получения.

Полет мысли и его результаты

Конечно же, сначала пришлось немного углубиться в ядерную экспериментальную физику. Выяснилось, что на прохождение нейтронов с энергией 14 МэВ материалы, из которых может быть сделан чемодан, влияют слабо. А на гамма-кванты с энергиями, соответствующими переходам между нижними возбужденными уровнями ядер (1-10 МэВ), оказывают влияние три процесса: эффект Комптона, фотоэффект и рождение электрон-позитронных пар. Можно было, конечно, учесть все три процесса. А можно сравнить их вклады в искажение спектра, и, как это обычно делается в прикладных разделах математики, оставить в рассмотрении только самые значимые процессы. Так я и сделал, сравнив сечения этих процессов. Оказалось, что вклад эффекта Комптона много больше суммарного вклада фотоэффекта и эффекта рождения пар. Следующий вопрос – оценить величину этого вклада. Здесь уже без высшей математики не обойтись. Я решил задачу прохождения гамма-квантов через стенку чемодана в приближении однократного рассеяния (то есть написал интеграл и взял его численно в среде Mathcad). В этом приближении считается, что вероятность рассеяния гамма-кванта мала, а вероятность вторичного рассеяния еще меньше. Что дает нам право предположить, что все гамма-кванты испытывают не более одного рассеяния. Параллельно я написал программу, проводящую моделирование этого процесса методом Монте-Карло. Эти два способа оценки вклада эффекта Комптона привели к одинаковым результатам: эффект Комптона не оказывает существенного влияния в данной задаче. А все искажение спектра вызывает гамма-спектрометр. Значит, возможность идентификации вещества сильно зависит от гамма-спектрометра, а именно, от его аппаратной функции. Зная аппаратную функцию, можно по показаниям спектрометра восстановить “истинный спектр” приходящего из чемодана излучения. А этот спектр в высокой степени соответствует спектру излучения, еще не прошедшего стенку чемодана, то есть по нему уже можно оценивать элементный состав неизвестного вещества. Сама эта оценкасводится к решению переопределенной системы линейных алгебраических уравнений методом наименьших квадратов. Надо не только сказать, “что в черном ящике”, но и оценить вероятность того, что ответ прибора верный. Оказывается, что при некотором значении систематической погрешности эксперимента определить вещество вообще не удастся. Конечно, здесь без матстатистики не обойтись. Какие-то разделы нам были прочитаны в курсе теории вероятностей, что-то пришлось изучить самому. Это далеко не все сложности, которые возникли при решении задачи. Например, оказалось, что не каждый генератор случайных чисел может быть использован в методе Монте-Карло. Одна из подзадач – оценка качества выбранного генератора. Также понятно, что алгоритм обработки спектральных данных должен быть реализуем “в железе”, на которое, в свою очередь, наложены требования надежности, малых размеров и низкого энергопотребления. Предложенный алгоритм допускает достаточно простую реализацию его на основе нейронных сетей.

Егор ЦВЕТКОВ,

студент 5 курса ФАКИ,

фото Игоря МИРЗОВА,

студента 5 курса ФАКИ,

рисунок автора

Если вы заметили в тексте ошибку, выделите её и нажмите Ctrl+Enter.

© 2001-2016 Московский физико-технический институт
(государственный университет)

Техподдержка сайта

МФТИ в социальных сетях

soc-vk soc-fb soc-tw soc-li soc-li
Яндекс.Метрика