Защита дипломного проекта в институте

Эту историю мне рассказал попутчик в четырёхместном купе поезда. В то время, считалось неприличным не пить, а тем более в поезде - такое было время. Поэтому я сразу же забрался на вторую полку и сделал вид что уснул. Мне нужно было иметь, свежую голову - предстояло сложное обсуждение не менее сложных технических вопросов в ЛОМО (Ленинградское оптико-механическое объединение). Я начал прикидывать в уме различные варианты обсуждения стоящей передо мной проблемы и незаметно уснул…

Когда я проснулся, одна нижняя полка была пустой - она-то и была моей. На второй полке, напротив меня спал пассажир. А третий пассажир (считая меня первым) с нижней полки читал при свете настольной лампы научно-технический журнал, я это понял по множеству интегральных формул в журнале. Перед ним стоял почти полный стакан водки и три пустых пол-литровых бутылки, с водочными этикетками. По-видимому, двое «мальчиков» прилично «подпили», и один из них спал на второй полке, второй же уже вышел, а может быть, и выполз - он видимо приехал, а вот добрался ли домой? Кто знает? Я проспал около двух часов - были уже сумерки, начиналась ночь. Перебравшись на свою, нижнюю полку, я представился пассажиру, читавшему журнал, и постелил постель.

Пассажир оказался очень интересным человеком. Он работал старшим инженером на самом крупном в мире (в то время) оптическом телескопе БТА (Большой телескоп азимутальный). Телескоп этот был построен в горах Кавказа, на высоте 2050 метров над уровнем моря. Телескоп уже прошёл пробную эксплуатацию и работал по научным программам. Но начну с того, как мы с ним познакомились.

Мы с ним разговорились, он оказался очень интересным собеседником. Говорил свободно без слов паразитов. Я даже подумал, что он где-то преподаёт. Но как выяснилось, он сам недавно окончил институт. Меня это очень удивило и заинтересовало, и я попросил его, если это ему не трудно и можно, рассказать мне о его работе и защите им дипломного проекта. Он мне сказал, что работает в обсерватории и, как не странно, начал с того, что задал вопрос - что такое спектр? И сам же на него ответил. Спектр - это разложенный по длинам волн свет звезды. Самый простейший спектр Солнца (тоже звезды) мы видим в радуге. В радуге мы видим все цвета от красного до фиолетового - Каждый Охотник Желает Знать Где Сидят Фазаны - то есть, красный цвет, оранжевый цвет, жёлтый цвет, зелёный цвет, голубой цвет, синий цвет, фиолетовый цвет. Это так называемый непрерывный спектр звезды. В этом спектре указанные выше цвета постепенно, плавно переходят друг в друга. В спектрографе свет звезды «растягивается» ещё гораздо сильней по длинам волн, и мы видим, так называемые, линии поглощения металлов, и широкие очень «глубокие» линии поглощения водорода. Линии поглощения это неглубокие (а могут быть и глубокими) и очень узкие, «провалы» в непрерывном спектре звезды. Или же по-другому, уменьшение интенсивности непрерывного спектра на очень узком участке длин волн - это линии металлов. Линии металлов, водорода и других химических элементов появляются в спектре потому, что они (металлы) находясь в горячей атмосфере звезды, поглощают свет, идущий от ещё более горячей фотосферы. Температура поверхности Солнца - его атмосферы 5700 градусов Цельсия. Кстати, температура поверхности различных звёзд (их видимых атмосфер или по-другому максимальных температур непрерывных спектров) находится в пределах от 50000 градусов до 2000 градусов, по Цельсию. Возможны температуры поверхности звёзд, как выше, так и ниже. Например, звёзды Вольфа - Райе имеют температуру 100000 градусов. Есть звёзды и с более высокими температурами, но мы их уже плохо видим, в видимом для нас оптическом диапазоне. Наша атмосфера (атмосфера Земли) поглощает ультрафиолетовый и инфракрасный диапазоны спектра. Для наблюдения в этих диапазонах длин волн используются телескопы, выведенные за атмосферу Земли. Это гамма телескопы, рентгеновские телескопы и внеатмосферный оптический телескоп Хаббла, имеющий главное (собирающее свет) зеркало диаметром 1,2 метра. Есть ещё и радиоастрономия, а возможно ещё будет гравиоастрономия - об этом умолчу. Но вернёмся к температурам звёзд, а вернее температурам их атмосфер - их поверхностей. По температурам или по-другому, спектральным классам, звёзды делятся на 10 классов. Эти классы имеют латинские буквенные обозначения, вот они: O B A F G K M. Кроме этих основных спектральных классов, имеются классы N, R и S, которые представляют собой ответвление от основной последовательности у классов G и K. Как уже говорилось выше, о температуре поверхностей звёзд, звёзды класса О имеют температуру 50000 - 25000 градусов, а звёзды класса М - 3500 - 2000 градусов. Все остальные классы звёзд находятся в этом температурном диапазоне. О классах N, R и S я умолчу - это не столь важно. Но это только основные классы - есть и подклассы. Например, звезда: о Стрельца имеет спектральный класс gG8, где g - звезда гигант, а восьмёрка определяет подкласс - их 9, от 0 до 9. Звёзды класса O и наиболее горячие звёзды класса B - почти не имеют спектральных линий. А у звёзд класса M весь непрерывный спектр изрезан глубокими линиями, видны даже линии молекул - эти звезды относительно холодные. Пожалуй, следует сказать, что в зависимости от скорости вращения звезды, в результате эффекта Доплера, линии металлов расширяются, и уменьшается их глубина. Водородные линии тоже уширяются, но за счёт их первоначальной, большой ширины (и глубины), уширение их, от скорости вращения звезды, малозаметно. На самом деле всё сказанное о спектральных классах звёзд не более чем канва - всё на самом деле сложней и многогранней. Теперь я думаю в какой-то степени Вам понятно, что такое спектр звезды.

Кстати, нами, вернее мной с небольшим коллективом, был разработан и построен, так называемый, водородный магнитометр. Водородный - потому, что он работает по широким спектральным водородным линиям звёзд. По этим линиям, используя эффект Зеемана, измеряются магнитные поля звёзд. Этот водородный магнитометр я и вынес на защиту дипломного проекта.

Эффект Зеемана - продолжил рассказ старший инженер - заключается в том, что если вещество, например газообразное, пронизано магнитным полем, то спектральные линии этого вещества расщепляются. Вместо одной спектральной линии при продольном магнитном поле (направленном на нас или же от нас) появляются две спектральных линии, а при поперечном магнитном поле - три спектральных линии. Эти спектральные линии оказываются поляризованными. В случае двух спектральных линий (продольное магнитное поле), каждая из этих спектральных линий имеет круговую поляризацию. Эти поляризации в каждой из двух спектральных линий противоположные. Одна поляризация (в первой линии) «закручивается» по часовой стрелке, а вторая (во второй линии) «закручивается» против часовой стрелки. В случае же поперечного магнитного поля (в этом случае три линии) центральная спектральная линия имеет линейную поляризацию (плоскость которой, расположена вертикально). А боковые спектральные линии (с лева и с право от центральной линии) имеют тоже линейную поляризацию (но плоскости этих поляризаций расположены, в этом случае, горизонтально). Не «мудрствуя лукаво», можно сделать вывод, что проще измерять продольное магнитное поле по двум спектральным линиям, чем такое же по величине магнитное поле - по трём спектральным линиям. Кстати, расчёты показывают, что чувствительность метода измерений магнитного поля по двум спектральным линиям (продольное магнитное поле) в три раза выше чувствительности измерений магнитного поля по трём спектральным линиям (поперечное магнитное поле).

На телескопе кроме водородного магнитометра работает ещё и фотографический анализатор магнитного поля звёзд, но он предназначен для узких спектральных линий и работает по большому набору этих линий. Это, как правило, линии металлов.

Водородный магнитометр прибор достаточно сложный, непростой. В нём используется метод синхронного детектирования сигналов. Для этого свет звезды пропускается через специальный электрооптический анализатор круговой поляризации, разделяется установленной за ним призмой из исландского шпата на два луча и попадает в щель спектрографа. После спектрографа свет пропускается через систему специальных щелей и собирается линзовым конденсором на фотокатоде фотоэлектрического умножителя. Фотоэлектрическим умножителем свет преобразуется в поток электрических сигналов (импульсов). Импульсы распределяются по двум электронным каналам. Каналы управляются специальным устройством. Оно же (это устройство) управляет электрооптическим анализатором, и синхронно с ним электронным переключателем каналов. Импульсы фиксируются электронными счётчиками, в которых они накапливаются. И затем, после десяти измерений, обрабатываются. Вычитаются друг из друга (второй канал из первого) и делятся на их сумму, при этом их сумма величина постоянная, а не статистическая, это необходимо для сохранения первоначальной статистики, но это уже понятия «высшего порядка» не предназначенные для простого рассмотрения. Полученная величина (разность, делённая на сумму) умножается на некий коэффициент - таким образом, определяется магнитное поле звезды, если только оно есть на ней. Процесс накопления импульсов контролируется - выводится на дисплей компьютера. После каждых десяти измерений (накоплений) производится обработка результатов - рассчитывается величина магнитного поля, среднеквадратическая ошибка измерений и ошибка по распределению Пуассона (корень квадратный из числа накопленных импульсов), эти ошибки не должны сильно различаться. К тому же контролируются сбои - измерения, явно превышающие среднеквадратическую ошибку. Допустимость количества сбоев контролирует наблюдатель сидящий за компьютером. Кстати это был единственный прибор на телескопе, на котором в процессе наблюдений осуществлялся полный контроль процесса наблюдений.

Ну а теперь перейдём к защите дипломного проекта. Следует заметить, что учился я заочно, и учился не один десяток лет и в разных институтах. Но думаю об этом, не имеет смысла рассказывать.
Заканчивал я политехнический институт по специальности «автоматика и телемеханика»», да мне было всё равно, какая у меня специальность, важно было получить диплом - время-то наступало серьёзное и тревожное, да Вы сами понимаете. Обычно защищают дипломы летом. Но летом жара и сплошная сутолока. Защищающихся много. Всё на нервах, а тут ещё Горбачёвский «сухой закон». Меня такая защита диплома не устраивала, мне нужно было защищать диплом в спокойной обстановке. Тем более я привык выступать на семинарах и совещаниях, проводил экскурсии на телескопе, но только престижные. В общем, язык у меня, как говорят, «был подвешен» - выступлений я не боялся, да уже и не волновался. Руководителем диплома у меня была женщина, уже не помню, то ли кандидат, а может быть и доктор технических наук. А вот фамилию её помню Синельникова, а имя отчество забыл. Да это и не важно. Я узнал, что защиту можно было перенести на зиму, в декабре месяце - это меня устраивало. Синельникова удивилась, - но я настоял на своём.

Зимой защита походила спокойно, без всяких дурацких вопросов о Горбачёвском «сухом законе» и прочих извращениях. Не было ретивых подхалимов, и прочих общественных деятелей - «на большой труп всегда слетаются мухи».

Сначала защищались две молодые женщины, они не успели подготовить диплом к защите летом. Я пропустил их галантно вперёд, мне нужно было, чтобы меня никто не ждал, и я мог выступать спокойно, не торопясь. Неожиданно среди комиссии у меня нашлись старые знакомые, с которыми я работал раньше, а они пригласили своих знакомых - зная, что защита будет интересной и, в общем-то, необычной. Женщины, защитившись, ушли довольные - им почти не задавали вопросов, и настала моя очередь защищаться. Пока я развешивал чертежи - больше похожие на плакаты, дипломная комиссия просматривала мою пояснительную записку к дипломной работе, передавая, её друг другу. Когда очередь дошла до экономиста, им была женщина, я начал говорить. По-видимому, она тоже заинтересовалась моим рассказом и оставила записку в покое, так и не просмотрев мою экономическую часть дипломного проекта. А мне как раз это и было нужно. У меня как-то не совсем корректно связывался час стоимости наблюдений на водородном магнитометре со стоимостью одного часа наблюдений на телескопе. На эту некорректную связь обратил внимание экономист, который давал заключение по дипломному проекту, но его убедил заведующий кафедрой, автоматики и телемеханики, что по другому никак нельзя и он «махнул рукой». И так, заставив внимательно слушать экономиста, в частности, мой рассказ об измерении магнитных полей звёзд различных классов, я избежал лишних и мне ненужных вопросов по экономической части дипломного проекта. В процессе доклада я обращал внимание на реакцию членов комиссии, на мой рассказ, о звёздах и устройстве водородного магнитометра, и когда видел особенную заинтересованность, кого ни будь из комиссии, прерывал доклад, ссылаясь на регламент, который строго определён для доклада. Таким образом, я подготавливал вопросы ко мне членов комиссии. И действительно мне, после моего доклада, было заданно около пятидесяти вопросов. На эти вопросы я свободно и интересно отвечал, так как знал, что они мне будут заданы - я ведь сам их подготовил. Женщина, экономист больше не заглядывая в пояснительную записку дипломного проекта, послушав мой доклад внимательно и с интересом, она ушла, пожелав мне удачи. Когда все слушавшие меня были, по-видимому, вполне удовлетворены (вопросов-то было много), да, наверное, и устали, вступила Синельникова и, поблагодарив меня за интересный доклад, предложила мне, слегка подправив его, защитить по нему кандидатскую диссертацию. Все её горячо поддержали я, конечно же, согласился. Но, поразмыслив, пришёл к выводу, что мне минвузовская диссертация не нужна. У нас в обсерватории ценятся только диссертации на соискание учёной степени кандидата физ. мат. наук и желательно по астрофизике. Моя же диссертация могла обеспечить мне в лучшем случае должность младшего научного сотрудника, а может быть, и, скорее всего, просто место старшего лаборанта в научном отделе. Это меня связывало по рукам и ногам и лишало возможности заниматься водородным магнитометром. А это для меня было самым главным в моей работе в обсерватории. Да я и не представлял себе работы в ней без водородного магнитометра.

Ночь пролетела незаметно - мы уже подъезжали к Ленинграду.

12 июня 2016 года.