Анелия Караджинова-Ферер: Искам да създам в България лаборатория на нивото на CERN

Анелия Караджинова-Ферер: Искам да създам в България лаборатория на нивото на CERN

Category : Новини

Аз съм учен-инженер,член на колаборацията на Експеримента CMS в CERN от 2010 г. и на колаборацията IDEA – Innovative Detector for Electron-positron Accelerators (Иновативен детектор за ускорители на електрон-позитронни снопове) от 2019 г. Имам щастието и възможността да работя по най-значимите проекти, в областта. Животът и кариерата ми са до голяма степен свързани с Европейския център за ядрени изследвания (CERN) – председател съм на Организационния комитет на Събитие в CERN за Изграждане на кариерна мрежа от 2018, член съм на CMS Комитет на младите учени от 2019 г., член съм на Snowmass Консултативна група с акцент върху кариерното развитие на млади учени, избрана съм за заместник-председател на CMS Комитет на младите учени за периода септември 2020-2021. Рецензент  съм в MDPI (Multidisciplinary Digital Publishing Institute) журнала и от март тази година съм професор в Ludong University в Шандонг, Китай.

Работата ми е свързана с решаване на пъзели. Инструментите, които използвам, варират от сложно лабораторно оборудване за експерименти до Лего тухлчки на кухненската ми маса. Независимо дали проектирам нови детектори за физични експерименти или разработвам ново устрийство за медицински изображения, уроците, които научавам по пътя, ме правят по-добър учен-инженер.

Последното десетилетие се посветих на разработване на детектори и сензори от следващо поколение, които се използват в експериментите на CERN.

Бях поканена и в момента участвам в  председателския проект на Европейското изследователско пространство (European Research Area – ERA). Работата ми е фокусирана върху три ключови области: изследване, проектиране и разработване на детектори за елементарни частици от ново поколение и свързаната с тях електроника за разчитане на получения сигнал; изграждане и създаване на нов Център за детектори, сензори и електроника (CDSE) към Институт Руджер Бошкович (RBI),„Expanding Potential in Particle and Radiation Detectors, Sensors and Electronics in Croatia”; изграждане на Сътрудничеството между CDSE/RBI и лаборатории за физични инструменти в Европа, Северна Америка и Азия.

Моята научна работа от самото начало е свързана с CERN и започна в България с магистърската ми теза от Физическия факултет на СУ “Експресен анализ на данните от физическите резултати от експеримента CMS в CERN”. След това продължи с докторска дисертацията „Разработване на методи за осигуряване и оценяване качеството на детектори на елементарни частици (“Development of Quality Assurance Methods for Particle Detectors”), работата по която беше извършена в Лаборатория за детектори в Хелзинкския Институт по Физика. И така до ден днешен интересите и работата ми са в разработването, изграждането и тестването на детектори за елементарни частици, които са приложими не само във физичните експерименти в CERN, но също така и в множество устройства използвани в съвременната медицина, в апаратите, използвани за космически проучвания, автономните превозни средства и умните домове.

Експериментът CMS в CERN, в процес на техническо обслужване и подмяна на детекторни модули.

Бях поканена да се присъединя в усилията по проекта IDEA – Иновативен детектор за ускорители на електрон-позитронни снопове, за изграждането на Детектор за елементарни частици, който ще служи във физичните експерименти след изследователската програма на CERN. Проектът IDEA представлява сътрудничество между изследователски лаборатории в Италия (INFN Рим, Пиза, Павия, Болоня, Милано и Университета Инсубрия), Обединеното кралство (Университет в Съсекс), Хърватия (Институт Рудер Бошкович), Южна Корея (Национален Кюнгпук Университет, Корейски университет, Университет на Сеул, Университета Йонсей) и Съединените щати (Университет на Айова).

За една от системите беше одобрена концепцията на моя дизайн и аз проектирах монтажна станция, която се изплозва при изграждането на първия прототип.

Друго важно направление в моята работа е свързана с предизвикателствата за осигуряване на радиационната защита на поддържащо оборудване. Високоенергийните детектори за елементарни частици, трябва да бъдат конструирани, по начин, който да осигури минимална нужда от поддръжка, тъй като тези устройствата могат да бъдат безопасно подменени или ремонтирани единствено по време на предварително планирани технически спирания. Детекторните модули трябва да са достатъчно здрави, за да издържат както на инсталационния процес така и на екстремни цикли на затопляне и охлаждане, случващи се по време на работа. Дълголетието на тези детектори в тежка радиационна среда е от решаващо значение. Имам вече сериозен опит в проектирането и изграждането на такива експериментални установки. Получените резултати от експериментите все още се анализират и скоро ще бъдат публикувани. Към момента е публикувана една статия с предварителни резултати представени на конференция (M. Roguljic, A. Karadzhinova-Ferrer, et. all, “Low dose rate 60Co facility in Zagreb”).

В научната ми дейност особено интересни са и тестовете с йонен сноп на чувствителността на микрочип към ефекти от единични събития (Single Event Upsets – SEU). Това са меки грешки, които обикновено се появяват като преходни импулси в електронната схемата или като превключване на битове в регистрите на паметта (от 0 в 1 или от 1 в 0). SEU не унищожават електронната схемата, но могат да причинят неточности и в последствие загуби.

Не по-малко значим беше и проектът за тестване на 65 nm следващо поколение микрочип за CMS пикселни модули в CERN. В този експеримент беше тествана чувствителността към ефектите от единични събития, причинени от йонизиращи частици преминаващи през микроелектронните VLSI вериги. Аз бях отговорна за проектирането на тестовата установка и изчисленията. Тези резултати също предстои да бъдат публикувани.

Друг експеримент за CERN, в който имах привилегията да участвам, беше тестване на чип, управляващ битовия брояч на пикселните модули на CMS експеримента. С проектираните от мен детайли стана възможно успешното провеждане на експеримента.

Експериментална установка за тестване на чувствителността на микрочиповете към йонизиращи частици, което може да причини неточности в комуникацията, загуба на дата и дори повреда на устройството.

Моята бизнес идея дойде от този опит на учен и инженер, който разработва и въвежда в експлоатация изключително прецизна техника и лаборатории, каквито в България няма. С дългогодишен опит във водещи научни и експериментални институции в Европа, искам да предоставяме в България услуги на световно ниво, които дават възможност за усъвършенстване на сензори, детектори и инструментални технологии. Ние можем да помогнем на компаниите и академичните среди да разработят нови технологии, които могат да подобрят живота ни. Сега те няма къде да правят подобни измервания и тестове в български лаборатории. Независимо дали ще е чрез създаване на устройства, които да доведат до напълно автономни превозни средства, по-безопасни и прецизни устройства за медицински изображения или максимална ефективност на фотоволтаичните соларни клетки, нашите услуги могат да помогнат за превръщането на тези потенциални пробиви в реалност.

Моят продукт ще бъдат услуги, свързани с научно-инструментални изследвания и разработки за изграждане на следващо поколение сензори и детектори. Моята компания Thrace DSI Engineering Group ще бъде фокусирана върху изследванията, разработването и осигуряване качеството на сензори, детектори и електроника, и пускане в експлоатация на лабораторни съоръжения, необходими за превръщането на тези устройства в реалност. На практика ще продължа да правя това, което обичам, което е моето призвание и което през последните десет години ме е изградило като учен и инженер.

Името на проекта e игра на думи между названието на племената Траки (Thrace) и думата на английски за “следа” или “диря” (trace), които частиците остават в детекторите. Абревиатурата DSI обединява Детектори, Сензори и Инструментални Технологии (Detectors, Sensors и Instrumentation).

Астронавтите в МКС правят научни експерименти. Те са обучени да извършват експерименти, поставени им от други учени и резултатите от тези експерименти се предоставят на наземния научен екип за анализ. Представете си, че аз ще бъда този астронавт, който ще извършва експериментите. Те може да бъдат за академичната общност, за корпоративни цели и всякакви иновативни проекти. Искам да бъдат извършвани в България на нивото, което биха били извършени в CERN или най-модерните лаборатории в света. През годините създадохме международна мрежа от инженери, учени и ИТ специалисти и изградихме отлични отношения на сътрудничество с тях. Ще продължим сътрудничеството си с тях и вярваме, че това може допълнително да засили способността ни да доставяме успешни резултати.

Проблемът, който решавам Thrace DSI Engineering Group може да освети пътя напред към технологични решения, необходими днес и в бъдеще. На българския пазар няма компания, позиционирана в тази ниша. Базирайки се на иновативни решения, енциклопедични знания и впечатляващи постижения на нашите вътрешни експерти, заедно с участието и ресурсите на нашите международни колеги, можем да предложим лаборатория и експериментално оборудване от най-висок клас, което в момента тук никой не предлага. За съжаление, в настоящата среда, с все повече ограничени средства за академичните изследвания, а също и икономическите несигурности причинени от глобалните събития, усилията за научноизследователска дейност във тези ключови технологии не се обслужват. Това обаче дава възможност на така наречените “дисруптивни“ иноватори да се възползват от нуждите на този нарастващ пазар.

Стартирането на Thrace DSI Engineering Group в София е стремеж да се максимизира изгодната бизнес среда от международно фокусирани компании, които в момента съществуват в България. С високо образования си талант, ниски корпоративни данъци и процъфтяваща startup общност, която си взаимодейства и сътрудничи, нашите изследванията сочат, че София е един от най-атрактивните пазари за реализиране на нашите бизнес цели.
Проучванията ни показват, че въпреки големия брой технологични играчи на българския пазар, голямата част от тях са насочени в сферата на информационните технологии. На практика ние ще създадем нова ниша с услуги, насочени към научни изследвания и разработки. Нашето намерение е да използваме международната репутация на нашите основатели като възможност за развитие на такъв клас услуги на най-високо световно ниво.

Уникалното в моята разработка са уменията, знанията, опита и международната мрежа за сътрудничество c водещи изследователи, които съм създалa в областта на инструменталните технологии (сензори, детектори и електроника). Дългогодишната работа по проекти на CERN ще ни даде сериозни конкурентни предимства, нашата компания ще може да предоставя нови и иновативни решения на клиенти по целия свят. Това би била единствена по рода си компания в България, която ще създаде и развива една нова бизнес ниша и ще даде възможност за развитие на иновативни научни и корпоративни проекти.

Моите клиенти са частни компании и публично финансирани институции, в посока усъвършенстване на методите, необходими за подобряване на техните сензори, детектори и електроника. Пазарите към които е насочена Thrace DSI Engineering Groups, предлагайки нашия инструментален опит и услуги обхващат следните сектори:
 Технологии за радиационно откриване;
 Технологии за прецизни медицински изображения;
 Технологии за апарати, използвани в авио-космическото пространство, включително търговски самолети и сателити;
 Автомобилни приложения както за електрически, така и за горивни двигатели;
 Роботика;
 Internet of Things – взаимосвързани електронни устройства;
 Технологии за ядрена безопасност;
 Фотоволтаични слънчеви панели.

 

Моят екшън план предвижда:

Първо, регистриране и стартиране на „Thrace DSI Engineering Group“ в началото на следващата година. Вярваме, че сме намерили адвокатска кантора, която разбира уникалните предизвикателства при работата не само с частната индустрия, но и тънкостите на работа с публично финансирани академични институции и организации. Избираме счетоводителите и междувременно  продължаваме да изграждаме и укрепваме нашата международната мрежа от сътрудници. Постепенно ще разпространим целите и услугите на нашия проект.
Второ, изграждане и въвеждане в експлоатация на лаборатория тип „Сива стая” – до края на 2021 г. Лабораторията ще изисква пространство с укрепена и надеждна електрическа мрежа, което може да бъде модифицирано с филтрираща система за намаляване на финните частици в работната среда, и със система за защита от електростатичен разряд.
Панираме изграждане на напълно затворена и запечатана лаборатория тип “Чиста стая”, която да предоставя нови услуги с развитието на компанията след 2022 г.
Трето, още преди да стартираме компанията, ние започнахме работа по специален вътрешен изследователски проект – “Всенасочен Радиационен Детектор” (Omnidirectional Radiation Detector). С предназначено приложение в сигурността и отбраната на чувствителни обекти, като например национални гранични пунктове, медицински заведения, посолства и правителствени служби. Концепциите, използвани в конструирането на детектора, се основават на предишни изследователски пробиви. Основните предимства на дизайна са прецизно откриване на източника на радиация, независимо от позиционирането на детектора, компактна опаковка, лесна настройка и минимална поддръжка. Изработването на този детектор ще демонстрира нашите технически способности и ще създаде продукт, който да осигури допълнителен източник на приходи. Изграждането на първия прототип като доказателство за изпълнимостта на предложената концепция е планирано да приключи в края на втората четвъртина на 2021 г.

Четвърто, кампания за популяризиране на нашите услуги, насочено към нашата целева клиентска база, използвайки моята мрежа от колеги и колоборатори в Европа, Северна Америка и Азия. Това би отворило възможност за нови контакти, възможности и обмяна на знания за това как да подобрим нашите услуги. В началото планираме да предоставяме услуги чрез нашите вече установени връзки в академични лаборатории.

Най-много се гордея с…Гордея се с всичко, което съм постигнала до сега. От това да стартирам моята кариера като изследовател в България, през научните ми „пътешествия“ в изследователските центрове на Дубна и CERN, участието ми в големи научни колаборации и възможността да работя това, което обичам. Имах възможността да бъда част от екипите, които днес пишат историята на съвременната физика като проектирам и създавам апаратура, която осигурява най-прецизните изследвания в най-значимите експерименти в областта на елементарните частици.

Към момента съм горда с това, че мой дизайн е в процес на изработване за IDEA и очаква тестване в началото на 2021. Това е моят личен принос в изпълнението на новата стратегия за развитие на физиката на елементарните частици в Европа, в рамките на която организацията планира да построи „фабрика за Хигс бозони“, след като приключи обновяването на Големия адронен колайдер и реализирането на научния му потенциал.  С доказване на своята изпълнимост, проектираният от мен уред ще бъде приложен в конструирането на ново поколение детектори за елементарни частици.

Моето бъдеще като предприемач в науката е да изградя компания, която ще позволи на учени и инженери да разработват нови и иновативни технологии.

Моята история като предприемач в науката започна с работата ми в CDSE, където отговарям за всички физически активи и ръководя лабораторните ремонти, закупувам и въвеждам в експлоатация лабораторното оборудване и устройства за тестване на детектори. Освен това бях отговорна и за обучението на екипа, и за инсталирането на филтрираща въздушна система и мрежа за защита от електростатичен разряд, необходими за изграждането на среда за така наречената „Сива стая“. Всичко това изисква и качества на предприемач, които не вървят с научните титли.

Успешните реализираните проекти и признанието ми дават основание да вярвам, че мога да изградя компания, която да помогне реализирането на ново поколение технологии, които ще обогатят живота ни. Тук в България. Вярвам, че усилията ми ще постигнат значителен напредък в стремежа към интелигентни технологии. Технологии, които вече започват да променят живота ни. Искам да направя това тук и сега – лаборатория и изследвания на нивото на CERN с клиенти в цял свят.

Във формуляра за кандидатстване в програмата Предприемачи в науката цитирах Уолт Дисни: „Тук не гледаме назад за много дълго.
Ние продължаваме напред, отваряме нови врати и правим нови неща …
а любопитството продължава да ни води по нови пътища.”

Другите участници и техните проекти вижте тук.

 


By continuing to use the site, you agree to the use of cookies. more information

The cookie settings on this website are set to "allow cookies" to give you the best browsing experience possible. If you continue to use this website without changing your cookie settings or you click "Accept" below then you are consenting to this.

Close