ԵՊՀ ասպիրանտ Հրաչյա Ասատրյանը ուսումնասիրում է ուժեղ փոխազդեցությունների ուղղուﬓերը նոր մեթոդներով

Հրաչյա Ասատրյանը «Ասպիրանտների և երիտասարդ հայցորդների հետազոտության ծրագիր-2024» մրցույթի հաղթողներից է։ Մրցույթում նա ներկայացրել է «Ուժեղ փոխազդեցությունների ուղղուﬓերը B-ﬔզոնի թույլ ռադիացիոն տրոհուﬓերի համար» խորագրով գիտական նախագիծը, որի շուրջ այժմ կատարում է հետազոտություններ։

Թեմայի ընտրության մասին

Հետաքրքիր է, որ հետազոտության թեմայի ընտրությունը ստացվել է ակամա։ Ինչպես նշում է Հրաչյան, նրա պապիկը (ԵՊՀ միջուկային ֆիզիկայի ամբիոնի դասախոս Հրաչյա Ասատրյանը, որի հետ ներկայում շարունակում է համատեղ հոդվածներ հրապարակել) և հայրիկը նույնպես տարիներ շարունակ գիտական գործունեություն են ծավալել ֆիզիկայի ոլորտում։ Բացի դրանից՝ այն երևույթներն ու հարցերը, որոնք վերաբերում են տիեզերքի կառուցվածքին, ինչպես նաև տեսական ֆիզիկային, միշտ հետաքրքրել են Հրաչյային։

«B-մեզոնների թույլ ռադիացիոն տրոհումներն արդեն տևական ժամանակ է, ինչ տեսաբանների և փորձարարների ուշադրության կենտրոնում են՝ պայմանավորված այն հնարավորություններով, որոնք նրանք տալիս են ստանդարտ մոդելի (ՍՄ, որը այժմյան ամենաճշգրիտ տեսությունն է ֆիզիկայի 4 հիմնարար ուժերից 3-ի նկարագրման համար) ստուգումների համար: Հազվագյուտ տրոհումների մասին փորձարարական և տեսական տվյալների համեմատությամբ հնարավոր է գտնել ՍՄ-ի հետ անհամաձայնություններ, որոնք կարող են վկայել «նոր ֆիզիկայի» մասին։ Փորձի և տեսության ճշգրիտ համեմատություն կատարելու համար հարկավոր է ճշգրիտ տեսական կանխատեսումներ ունենալ»,- ասում է Հրաչյան:

Նա բացատրում է, որ B-մեզոնը երկու քվարկներից (որոնք պրոտոնները և նեյտրոնները կազմող տարրական մասնիկներն են) կազմված քվանտային մասնիկ է։ Դրանց ուսումնասիրությունը կարևոր դեր ունի տարրական մասնիկների ֆիզիկայի ներկայիս աշխարհում, քանի որ B-մեզոնների որոշակի հազվագյուտ տրոհումների փորձնական և տեսական ուսումնասիրությամբ հնարավոր է թե՛ ստուգել ստանդարտ մոդելի տեսությունը, թե՛ պոտենցիալ «նոր ֆիզիկայի» մասին որոշակի պնդումներ անել։ Ըստ Հրաչյայի՝ գուցե մի օր այն հնարավորություն տա պատասխանելու այն հարցերին, որոնք մինչ օրս բաց են մնացել։

Նոր մեթոդների կիրառում

«Հետազոտություններ կատարելու համար օգտագործում ենք Ֆեյնմանի դիագրամներ, որոնք հնարավորություն են տալիս բարդ ֆիզիկական գործընթացները ներկայացնելու դիագրամատիկ տեսքով, ապա որոշակի հայտնի կանոններով դրանք «հաշվել»։ Գումարելով տվյալ գործընթացի վերջնական վիճակի բերող բոլոր դիագրամները՝ կարող ենք ստանալ ընդհանուր արդյունք։ Վերջերս Ճապոնիայում սկսել է աշխատել Belle-II գիտափորձը, որում նաև ներգրավված են մեր գործընկերները Երևանի ֆիզիկայի ինստիտուտից։ Ակնկալում ենք, որ այդ գիտափորձի արդյունքում փորձարարական հաշվարկների ճշտությունը ավելի կմեծանա։ Մեր աշխատանքի արդյունքում նաև կստանանք առավել ճշգրիտ տեսական հաշվարկներ։ Այս երկու արդյունքների համեմատությամբ կարող ենք հետևություններ անել ՍՄ-ի ճշտության սահմանների մասին, ինչպես նաև նոր սահմանափակումներ դնել ՍՄ-ից դուրս ֆիզիկական տարբեր մոդելների վրա»,- նշում է ասպիրանտը։

Հրաչյան աշխատանքները հաճախ կատարում է Բեռնի համալսարանի պրոֆեսոր Քրիստոֆ Գրոյբի հետ համատեղ, սակայն հնարավոր է համագործակցությունների շրջանակում աշխատի նաև Վարշավայի համալսարանի, Կարլսրուեի համալսարանի գործընկերների հետ՝ ամփոփելու որոշակի պրոցեսների (մասնավորապես b քվարկի՝ մի ֆոտոնի և մի s քվարկի տրոհման) հերթական կարգի ուղղումների հաշվարկները։

«Ուժեղ փոխազդեցությունները հիմնարար դեր ունեն տիեզերքի մասին մեր պատկերացումների կազմավորման գործում։ Ուժեղ փոխազդեցությունների շնորհիվ է, որ ատոմների միջուկներում պրոտոններն ու նեյտրոնները մնում են միմյանց «սոսնձված»։ Պատահական չէ, որ ուժեղ փոխազդեցության կրիչ մասնիկներին կոչում են գլյուոններ (անգլերեն «glue»՝ սոսինձ բառից)։ Ատոմային և միջուկային ֆիզիկայի հարցերին անհնար է պատասխանել՝ առանց հաշվի առնելու ուժեղ փոխազդեցությունները։ Տեսական ֆիզիկայի ոլորտը շատ յուրահատուկ է այս առումով, քանի որ փաստացի այդ ոլորտով զբաղվելու համար միայն պետք է գիտելիքների մեծ պաշար, համառություն և լավ համակարգիչ։ Այս պատճառով մեծ հաշվով էական չէ, թե որտեղ ես կատարում ուսումնասիրություններդ՝ Հայաստանո՞ւմ, Շվեյցարիայո՞ւմ, թե՞ Ճապոնիայում։ Հայաստանում ֆիզիկայի բնագավառում բարձրորակ կրթություն տալիս է ԵՊՀ ֆիզիկայի ինստիտուտը, կան ոլորտի մասնագետներ, իսկ գիտական ծրագրերի շնորհիվ նաև հնարավոր է ձեռք բերել այն ռեսուրսները, որոնք անհրաժեշտ են հետազոտությունը կատարելու համար»,- ընդգծում է նա։

Խոսելով ֆիզիկայի ապագա զարգացման մասին՝ Հրաչյան ընդգծում է․ «Այժմ ֆիզիկան հասել է զարգացման մի շատ հետաքրքիր կետի․ մենք ունենք բազմաթիվ տեսություններ, որոնք այժմ չենք կարողանում փորձերով հաստատել կամ հերքել։ Պարբերաբար լույս են տեսնում հոդվածներ, որոնցում հեղինակները պնդում են, թե գտել են «նոր ֆիզիկա»՝ ստանդարտ մոդելից դուրս, սակայն վերջում պարզվում է, որ ոչինչ էլ չեն գտել։ Այդ իսկ պատճառով բարդ է ասել, թե առաջիկա տարիներին ինչ առաջընթաց կունենա ֆիզիկան, սակայն վստահ եմ, որ շարունակելով առաջնորդվել գիտական մեթոդով՝ ի վերջո կարձանագրվի մի բեկում, որը մեզ կօգնի պատասխանելու հաջորդ սերնդի՝ տիեզերքի մասին հարցերին»։

Գիտական մարտահրավերների մասին

Ինչպես նշում է ԵՊՀ ասպիրանտը, հիմնական մարտահրավերներից մեկը, որին հանդիպում է գիտական համայնքը, ֆինանսավորման խնդիրն է։ Հաճախ գիտությամբ զբաղվելու փոխարեն մասնագետները նախընտրում են այլ ոլորտներ, ինչպես, օրինակ, ՏՏ ոլորտը, ինչը կարող է առաջացնել գիտական կադրերի պակաս։ Մյուս կարևոր խնդիրը հասարակական կարծիքն է կրթության և գիտության մասին, ինչը կարող է որոշ մարդկանց հեռացնել գիտությունից։ 

Հրաչյան, գիտական ուսումնասիրություններ կատարելուն զուգահեռ, համալսարանում դասավանդում է «Փորձարարական տվյալների մշակում Python-ի միջոցով», «Մաթեմատիկական անալիզ» դասընթացները, տպագրում գիտական հոդվածներ։

«Այս պահին ունեմ տպագրված 4 հոդվածներ, դրանցից 2-ը՝ «ՀՀ ԳԱԱ տեղեկագիր․ Ֆիզիկա» ամսագրում, մյուս երկուսը՝ արտասահմանյան «Physical Review D» և «Journal of High Energy Physics» (JHEP) ամսագրերում, որոնք բարձր էներգիաների ֆիզիկայի ամենամեծ ամսագրերն են ամբողջ աշխարհում։ Հոդվածները նույն B-մեզոնների տրոհումների մասին են։ Անպայման ուզում եմ շարունակել դասավանդել ԵՊՀ-ում, ինչը ինձ համար շատ կարևոր և սիրելի աշխատանք է։ Այս պահին դեռ չեմ կողմնորոշվել ապագա անելիքներիս հարցում․ մտածում եմ արտասահմանյան հեղինակավոր համալսարաններում հետդոկտորական հետազոտությամբ զբաղվելու մասին։ Սակայն մի բան վստահաբար կարող եմ ասել՝ հետագա գործունեությունս տեսնում եմ Հայաստանում, այդ թվում՝ ԵՊՀ-ում»,- նշում է նա։

Իսկ այն հարցին, թե ցանկացած գիտական հայտնագործության մասնակից լինելու հնարավորության դեպքում ինքը ո՞րը կընտրեր, Հրաչյան պատասխանեց՝ Հիգգսի մասնիկի հայտնաբերմանը։

«Այդ հայտնագործությունը կատարվեց, երբ ես 13 տարեկան էի, սակայն շատ լավ հիշում եմ, որ առանց առանձնապես հասկանալու, թե ով է Հիգգսը, զգում էի, որ ինչ-որ կարևոր բան է կատարվում։ Իհարկե, այստեղ էլ մեծ ներդրում ուներ ֆիզիկոս-տեսաբանների ընտանիքից լինելը»,- ժպիտով պատասխանում է նա, ապա հավելում․- «Կուզեի նաև մասնակից լինել «Ամեն ինչի տեսության» ձևակերպմանը, որը կմիավորեր ստանդարտ մոդելը և հարաբերականության ընդհանուր տեսությունը և մեզ ևս մեկ քայլով կմոտեցներ տիեզերքի մասին ամբողջական պատկերացում կազմելուն»։