Молодежные гранты ОИЯИ 2021: Андрей Мальцев

— Андрей, расскажите, пожалуйста, немного о себе.

Я начал научную карьеру в ОИЯИ в 2016 году, когда еще учился на четвертом курсе факультета общей и прикладной физики МФТИ (сейчас Физтех-школа физики и исследований им. Ландау) на базовой кафедре ОИЯИ. 

Под руководством д. ф.-м. н. Алексея Вячеславовича Гуськова начал работать над изучением процесса электромагнитного рассеяния заряженного пиона на ядерной мишени в эксперименте COMPASS. Вначале меня заинтересовал сам процесс получения новых физических результатов из экспериментальных данных с помощью программирования. Анализ данных, в частности изучение так называемых реакций Примакова для исследования низкоэнергетических свойств пионов и каонов, до сих пор является одним из моих главных научных интересов.

Примерно с начала 2019 года я начал работать над задачами, связанными с регистрацией нейтральных пионов и фотонов в электромагнитном калориметре планируемой установки SPD комплекса NICA. Эта тема не была для меня новой, так как в эксперименте COMPASS я занимаюсь задачей, связанной с  регистрацией фотонов. Вначале это было моделирование характеристик для разных конфигураций калориметра, таких как пространственное и энергетическое разрешение. Через какое-то время я начал разрабатывать алгоритмы восстановления энергии и траектории фотонов и соответствующее программное обеспечение.

Андрей Мальцев | Фото из личного архива

— Какие проекты и работы за прошлый и текущий год вы включили в заявку на грант?

Я включил в заявку работы, относящиеся к реконструкции сигналов от фотонов в электромагнитном калориметре SPD. Передо мной стоят две основные цели: разработать и имплементировать алгоритмы восстановления энергий и траекторий фотонов, а также алгоритмы разделения одиночных фотонов и нейтральных пионов.

При разработке алгоритмов нужно учесть особенности установки SPD, связанные с конфигурацией и требованиями физических измерений: малое расстояние пролета фотонов относительно размера ячейки калориметра и энергий фотонов, необходимость хорошего подавления фона от распада нейтральных пионов на два фотона, высокие углы вылета частиц относительно плоскости калориметра.

— Как вы оцениваете предварительные итоги работ по гранту на 2021 год? 

Первые версии алгоритмов, которые я разработал, уже были включены в SPDROOT — совокупность программ и библиотек эксперимента SPD для моделирования и обработки данных. Этот программный пакет был написан моими коллегами на основе пакета ROOT. Продолжаю дорабатывать алгоритмы, связанные с электромагнитным калориметром, его моделированием и реконструкцией.

Что касается алгоритма разделения фотонов и нейтральных пионов, то на внутренних совещаниях коллаборации SPD мной показаны попытки применения нейронных сетей для этой  задачи с хорошими результатами. Впоследствии планируется изучить возможность применения свёрточных нейронных сетей. Сама идея применения свёрточных нейронных сетей не является уникальной, она применялась, например, в экспериментах ATLAS и MPD. Применение таких сетей в рамках эксперимента SPD представляет собой интерес, так как расстояние между частицами в калориметре намного меньше, чем в других экспериментах, поэтому подходы, используемые ранее, могут не сработать.  Интересно узнать, сможет ли такая модель научиться различать фотоны и нейтральные пионы в условиях нашего эксперимента.

— Планируете ли подаваться на грант 2022 года? 

Да, это для меня послужит дополнительной мотивацией к выполнению научных задач. Я планирую продолжать работать над компьютингом в SPD, а также довести свою работу в эксперименте COMPASS до написания статьи.

Новости лаборатории