გიორგი თაყაძე თსუ ზუსტ და საბუნებისმეტყველო მეცნიერებათა ფაკულტეტის ფიზიკის მიმართულების სადოქტორო პროგრამის მეორე კურსის სტუდენტია, რომელიც წარმატებით ათავსებს სამეცნიერო-კვლევით მუშაობას ისეთ ექსტრემალურ აქტივობასთან, როგორიც „ოფ-როუდია“...

ახალგაზრდა მეცნიერი თბილისის სახელმწიფო უნივერსიტეტის ნეიტრონული კოსმოსური სხივების ობსერვატორიაში  მუშაობს, რომელიც თსუ ნ. ნოდიას სახელობის გეოფიზიკის ინსტიტუტის შემადგენლობაშია; იგი, ასევე, Young Minds Georgia-ს პრეზიდენტია,  რომელიც ევროპის ფიზიკოსთა ასოციაციის საქართველოს ფრთას წარმოადგენს. ამავე დროს, მუშაობს პროგრამული უზრუნველყოფის ინჟინრის პოზიციაზე ერთ-ერთ ესპანურ კომპანიაში. ასევე არის დამოუკიდებელი ტექნიკური დიაგნოსტიკის მე-2 დონის ექსპერტი და  კითხულობს ლექციებს ალტეს უნივერსიტეტში. ეს მისი ძირითადი საქმიანობაა, რითაც წლებია დაკავებული.  თბილისის სახელმწიფო უნივერსიტეტთან მისი ურთიერთობა კი ჯერ კიდევ სკოლის პერიოდიდან იწყება.

 საბავშვო უნივერსიტეტის მსმენელი და „ლექტორი“

„თსუ „საბავშვო უნივერსიტეტში“ აქტიური სტუდენტი ვიყავი. ჩემი ინტერესი აქაური ლექციებით იყო განპირობებული, რომელიც სცდებოდა სკოლის პროგრამას  და ასევე ცდებით, რომლის ჩატარების საშუალებაც სამწუხაროდ საჯარო სკოლას არ ჰქონდა.  რაღაც პერიოდის შემდგომ, როდესაც  იქ სიარულის შემდეგ გარკვეული ცოდნა დამიგროვდა, გამიჩნდა სურვილი ჩემი გამოცდილება სხვებისთვისაც გამეზიარებინა. „საბავშვო უნივერსიტეტის“ კოორდინატორს, ბატონ რამაზ ლომსაძეს შევთავაზე ჩემთვის საინტერესო თემატიკით ჩამეტარებინა ლექციები, რაზეც დამთანხმდნენ. სულ 3 ლექცია მაქვს ჩატარებული, როგორც „საბავშვო უნივერსიტეტის“, ასევე ბაკალავრიატის სტუდენტის სტატუსით.   გიორგის ლექციები  ეხებოდა  ისეთ საკითხებს როგორიცაა: 1. რადიაციული და ულტრაბგერითი მეთოდების პრაქტიკული გამოყენება, 2. ნივთიერებაში დეფექტების ხარისხის გამოვლენა ფიზიკური მეთოდების გამოყენებით, 3. როგორია სამყარო დღეს?

 ვინაიდან  სურვილი მქონდა სწავლა ფიზიკის მიმართულებით გამეგრძელებინა, ჩავაბარე თსუ-ში,  როგორც  დიდი პოტენციალის მქონე და კონკურენტულ უნივერსიტეტში. სახელმწიფო უნივერსიტეტში ფიზიკის მიმართულება ყოველთვის ერთ-ერთი  ყველაზე ძლიერი მიმართულება იყო. გარდა ამისა, ფიზიკის სასწავლო პროგრამა უკეთ იყო სტრუქტურირებული სხვა სასწავლო პროგრამებთან შედარებით და ბუნებრივია, გარკვეული როლი საბავშვო უნივერსიტეტმაც ითამაშა.“

რატომ STEM საგნები?

„არსებობს ბევრი მოვლენა, რომელიც დღემდე ამოუცნობია, თუმცა მეცნიერები სისტემატურად მუშაობენ მათ ამოხსნაზე. მაგალითად, წლების წინ გრავიტაციული ტალღების მოვლენა იყო მხოლოდ თეორია. თუმცა, 2015 წელს იგი ექსპერიმენტით დადასტურდა. ასევე, თუნდაც, დიდი აფეთქების შემდგომ წარმოქმნილი მატერია- ანტიმატერიის ასიმეტრიას იკვლევენ ცერნში დიდ ადრონულ კოლაიდერში. ბევრი საკითხია რომელიც დღემდე აღმოსაჩენი, შესასწავლი და დასადგენია. რეალურად რაც გარშემო, დედამიწაზე ან სამყაროში ხდება, მაინც  ზუსტ და საბუნებისმეტყველო მეცნიერებებამდე დადის. რთულია მოიძებნოს სფერო რაშიც კვლევისთვის ზუსტი და საბუნებისმეტყველო მეცნიერებები არ გამოიყენება.  

ფიზიკა ან თუნდაც კომპიუტერული ინჟინერია, ჩემი გადმოსახედიდან, სპეციფიკური საგნებია, რომლებიც ყოველდღიურად ეხმარება ადამიანს გარკვეული ამოცანების გადაჭრაში. ბაკალავრიატის დასრულების შემდგომ დიდი გავლენა იქონია პროგრამული უზრუნველყოფის ინჟინერიაში მუშაობამაც, რადგან კომპანიებში, სადაც ვსაქმიანობდი, ყოველდღიურად მიწევდა სხვადასხვა ამოცანაზე მუშაობა. რა თქმა უნდა, ფიზიკის ცოდნა დამეხმარა. შეიძლება  გაჩნდეს შეკითხვა რა შუაშია ფიზიკა და პროგრამირება ერთმანეთთან. ფიზიკაზე სწავლის პერიოდში გვქონდა პრაქტიკული სამუშაოები, რომლებსაც დიდ დროს ვუთმობდით როგორც უნივერსიტეტში, ასევე, სახლში. მსგავსი სამუშაოები ეხმარება ადამიანს განივითაროს ლოგიკური აზროვნება, გადაჭრას გარკვეული ამოცანები მარტივად და ა.შ. პროგრამირებაშიც ანალოგიურად ხდება. როდესაც უნდა შეიქმნას აპლიკაციის სტრუქტურა და არქიტექტურა, იგი უნდა იყოს მარტივად გაკეთებული. სწორედ  ფიზიკაში მიღებულ-განვითარებული ლოგიკური აზროვნების უნარები მეხმარება პროგრამირებაშიც. რა თქმა უნდა, ვურჩევ მომავალ თაობას ფიზიკა და პროგრამული უზრუნველყოფის მიმართულებით სწავლის გაგრძელებას. განსაკუთრებით პროგრამირებაში მუშაობას, რადგან მეცნიერებაში მიღებული შედეგების დიდი ნაწილის დამუშავება ხდება პროგრამული უზრუნველყოფის მეშვეობით.  

 დღეისათვის არსებული ტექნოლოგიები მრავალჯერადი ცდით არის მიღებული. ყველაზე მარტივი მაგალითი ნათურაა, ედისონს მის შესაქმნელად 10 000 ცდა დასჭირდა.

 როგორც აღვნიშნე,  მეორე მაგისტრატურა პროგრამული უზრუნველყოფის მიმართულებით მაქვს დამთავრებული.  რა თქმა უნდა,  იქ მიღებული ცოდნა ძალიან დამეხმარა ჩემს საქმიანობაში, მომცა დიდი რესურსი და წინსვლის დიდი შანსები.  თსუ-ში მიღებული ცოდნა კი  თავის მხრივ დამეხმარა, გამეგრძელებინა ჩემი სამეცნიერო საქმიანობა, გამეცნო ჩემი ექსპერიმენტების შედგები სხვადასხვა ლაბორატორიისთვის.

სადოქტორო ნაშრომის ძირითადი თემა -  კოსმოსური სხივები

მაგისტრატურა უკვე შავფაუზენის ტექნოლოგიურ ინსტიტუტში (შვეიცარია) პროგრამული უზრუნველყოფის ინჟინერიის მიმართულებით მაქვს დამთავრებული.  კოვიდ ეპიდემიის პერიოდში ონლაინ ვსწავლობდი, რაც ჩემთვის საკმაოდ სამწუხარო იყო, რადგან ლექციებზე ფიზიკურად, ადგილზე ვერ შევძელი დასწრება.  შემდეგ ამერიკის შეერთებულ შტატებში, დალასში - ტეხასის უნივერსიტეტში  მოკლევადიანი პერიოდით სადოქტორო ნაშრომის ფარგლებში ვიყავი. აქ ჩემი კვლევის პირველადი შედეგები წარვადგინე. პროექტის ფარგლებში მყავდა იქაური ხელმძღვანელი, რომელიც მეხმარებოდა ჩემი კვლევების  სწორად წარდგენაში. ამ პერიოდში  საერთო მუშაობის ფარგლებში მიღებული შედეგების თაობაზე სტატიაც გამოიცემა. მაქვს ასევე  მონაწილეობა მიღებული რამდენიმე საერთაშორისო კონფერენციაში, როგორც საქართველოში ასევე მის ფარგლებს გარეთ.

ვმუშაობ მაღალი ენერგიების ფიზიკის მიმართულებით, ასევე ვარ გაწევრიანებული საერთაშორისო KM3NeT-ის ექსპერიმენტში. KM3NeT (კუბური კილომეტრიანი ნეიტრინო ტელესკოპი) ექსპერიმენტი ინოვაციური სამეცნიერო პროექტია, რომელიც მიზნად ისახავს ნეიტრინოების აღმოჩენასა და შესწავლას. KM3NeT დეტექტორები განლაგებულია  ხმელთაშუა ზღვის სიღრმეში,  უფრო ზუსტად, 3000 მეტრზე მეტ სიღრმეზეა ჩაძირული.  ნეიტრინო - ელექტრულად ნეიტრალური ელემენტარული ნაწილაკია, რომელსაც ელექტრონის მასასთან შედარებით ძალიან მცირე უძრაობის მასა აქვს.

არსებობს ორი ძირითადი KM3NeT ნაწილი, რომლებიც იტალიისა და საფრანგეთის სანაპიროებზე მდებარეობს. თითოეულ მხარეს კონკრეტული სამეცნიერო მიმართულება აქვს. იტალიური მხარე, პირველ რიგში, ეხება ნეიტრინოს რხევებს, ფენომენს, როდესაც ნეიტრინოები სივრცეში გადაადგილებისას ერთი ტიპიდან მეორეზე იცვლება. ამ პროცესის შესწავლა აუცილებელია ნეიტრინოების თვისებების გასაგებად. იმავდროულად, ფრანგული მხარე მაღალი ენერგიის მქონე კოსმოსური ნეიტრინოების აღმოჩენის საკითხს შეისწავლის. კოსმოსური სხივების შესწავლა დედამიწის მეცნიერებებში, განსაკუთრებით სეისმური აქტივობისა და ოკეანოგრაფიის  კუთხით არის ღირებული. წყალქვეშა სენსორების ქსელს შეუძლია აღმოაჩინოს ხმის ტალღები და სხვა სიგნალები, რომლებიც გვაწვდიან მნიშვნელოვან მონაცემებს დედამიწის სტრუქტურისა და ოკეანეების ქცევის შესახებ.

 ჩემი თეზისი  ასევე კოსმოსურ სხივებს შეეხება. ამ დროისთვის ჯერ არ მაქვს ზუსტად განსაზღვრული თუ როგორი იქნება იგი, თუმცა მსურს რომ ჩემი ეს დრო დავუთმო კოსმოსური სხივების კვლევას, მათ წინასწარმეტყველებას, მათ ტრაექტორიების შესწავლას და ა.შ.  KM3NeT ევროპული პროექტია, რომელშიც ჩართული  არიან მკვლევრები  სხვადასხვა ქვეყნიდან, ექსპერიმენტი ასახავს თანამედროვე სამეცნიერო კვლევების თანამშრომლობით ხასიათს. რესურსებისა და გამოცდილების გაერთიანებით.

კოსმოსური სხივების წინასწარმეტყველება გულისხმობს დედამიწის ატმოსფეროში მოხვედრილი მაღალენერგიული ნაწილაკების, მათ შორის პროტონების, ელექტრონების და სხვა სუბატომური ნაწილაკების, დინამიკისა და რაოდენობრივი ცვლილებების პროგნოზირებას. ეს არის მნიშვნელოვანი მიმართულება ასტროფიზიკაში და დედამიწის გარემოს მეცნიერებებში, რადგან კოსმოსური სხივების დინამიკა გავლენას ახდენს მრავალ პროცესზე. კოსმოსური ამინდი, კოსმოსური სხივები ურთიერთქმედებენ მზის ქარებთან, მაგნიტოსფეროსთან და დედამიწის ატმოსფეროსთან. მათი პროგნოზირება ეხმარება კოსმოსური ამინდის მოვლენების, მაგალითად, მაგნიტური შტორმების, პროგნოზირებაში. ტექნოლოგიური ინფრასტრუქტურა - კოსმოსური სხივები გავლენას ახდენენ თანამგზავრებზე, ელექტროენერგიის ქსელებზე და ავიაციის სისტემებზე. მათი წინასწარმეტყველება ამ სისტემების დაცვასაც უწყობს ხელს.

 სამეცნიერო თამაში, როგორც  სტარტაპი

  Imaginary სტარტაპია, რომელიც მომხმარებლებს სთავაზობს სამგანზომილებიან სამეცნიერო თამაშებს. ამ ეტაპზე მიმდინარეობს თამაშების „დეველოპმენტი“, ნელ-ნელა ემატება ახალი ფუნქციები და ლოგიკები, მასში ჩადებულია ამოცანები ფიზიკიდან, ქიმიიდან, ბიოლოგიიდან და მათემატიკიდან. ამ ეტაპისთვის არის ფიზიკის თამაში - „ბერკეტის თამაში“, სადაც მომხმარებელს შეუძლია გაიგოს ბერკეტის პრინციპი, გააწონასწოროს სხვადასხვა ობიექტები. თამაშის ფუნქციონალი მომხმარებელს სთავაზობს წაიკითხოს მოკლე ჩანაწერების სახით  ბერკეტის პრინციპი - თეორია თავისი ფორმულებით. რაც შეეხება ქიმიას  - თამაშში გვაქვს ხსნარების კონცენტრაცია, სადაც მომხმარებელს აქვს საშუალება, პროცენტულად გაანაწილოს სხვადასხვა ხსნარი ერთმანეთში, რათა მიიღოს კონკრეტული რეაქცია,  რაც თამაშში არსებული პირობით არის მოცემული. ჩვენ, როგორც  სტარტაპის გუნდი, მაქსიმალურად ვცდილობთ,   სამეცნიერო საგნები უფრო მარტივი და სახალისო გავხადოთ, რათა მომავალ თაობას არ ჰქონდეს გარკვეული შიში/დაძაბულობა საბუნებისმეტყველო საგნებისადმი. ვფიქრობთ, რომ თამაშ-თამაშით  კარგ შედეგებს მივაღწევთ.  მსგავსი პრაქტიკა მუშაობს უცხოეთში და, აქედან გამომდინარე,  კარგად არის ასახული მომხმარებლებზე.  ჩვენი თამაშები  უკვე გატესტილი გვაქვს,  თბილისის რამდენიმე როგორც კერძო, ასევე საჯარო სკოლაში და მიღებული გვაქვს კარგი და საინტერესო უკუკავშირი ჩვენი მომხმარებლებისგან.

როგორც ევროპის ფიზიკის საზოგადოების (EPS) ფილიალის Young Minds of Georgia-ს პრეზიდენტმა, პირადად ვიცი  იმ მნიშვნელოვანი გამოწვევების შესახებ, რომლებიც დღევანდელი ახალგაზრდების წინაშე დგას, განსაკუთრებით STEM და IT სფეროებში. ზოგადად, თვალსაჩინო საკითხია სკოლებში სათანადო აღჭურვილობისა და რესურსების ნაკლებობა, რაც ხელს უშლის მოსწავლეთა უნარების განვითარებას. ქვეყნის მასშტაბით ბევრ სკოლას არ აქვს STEM კლუბები ან ფუნქციური ლაბორატორიები, სადაც მოსწავლეებს შეუძლიათ  ჩაატარონ ექსპერიმენტები, რაც ხელს შეუწყობს მათი ინტერესის ზრდას მეცნიერებისა და ტექნოლოგიებისადმი.

რესურსების ეს ხარვეზი პირდაპირ გავლენას ახდენს კრიტიკული აზროვნების და პრობლემის გადაჭრის უნარების განვითარებაზე, რაც აუცილებელია STEM და IT მიმართულებით მუშაობისთვის. როდესაც სტუდენტი იწყებს პროექტს - პრობლემის გამოსწორებას ან პროგრამული ალგორითმის შემუშავებას - ის ერთვება ცდისა და შეცდომის პროცესში. ეს პროცესი აძლიერებს მათ უნარს, იფიქროს შემოქმედებითად, განიხილოს გადაწყვეტის მრავალი მიდგომა და მიიღოს გადაწყვეტილებები, ფრთხილად ცდისა და ტესტირების საფუძველზე. ეს არა მხოლოდ ეხმარება ინდივიდს ტექნიკური უნარების გაუმჯობესებაში, არამედ აძლიერებს კოგნიტიურ განვითარებას და ამზადებს მათ თანამედროვე სამუშაო ადგილის გამოწვევებისთვის.

EPS-თან პარტნიორობით, Young Minds of Georgia აძლიერებს თავის მისიას STEM განათლების ხელშეწყობის მიზნით, რომელიც იგივე რჩება: გავხადოთ STEM საგნები უფრო ხელმისაწვდომი და მიმზიდველი.

ამ მისიის შესასრულებლად,  ჩვენ  რამდენიმე ღონისძიება ჩავატარეთ, რომელთა შორის მინდა გამოვყო, რობოტიკის და ელექტრონული სიმპოზიუმი 2023 და 2024 წლებში. ამ სიმპოზიუმებში საქართველოს ყველა რეგიონიდან მონაწილეობდნენ საჯარო და კერძო სკოლების მოსწავლეები. წარმოდგენილი პროექტები იყო არა მხოლოდ ინოვაციური, არამედ პრაქტიკულიც – დაწყებული ჭკვიანი სახლებიდან და ჭკვიანი რობოტებიდან, დამთავრებული ფერმერებისთვის განკუთვნილი ინტელექტუალური მოწყობილობებით. ეს პროექტები ცხადყოფს, რომ შესაძლებლობისა და სწორი რესურსების გათვალისწინებით, საქართველოს სკოლის მოსწავლეებს აქვთ უზარმაზარი პოტენციალი, წვლილი შეიტანონ ტექნოლოგიებისა და საზოგადოების განვითარებაში. 

 სამომავლოდ ბევრი გეგმა მაქვს, ამ დროისთვის კი ჩემთვის მნიშვნელოვანია რომ დროულად და ნაყოფიერად დავასრულო ჩემი დოქტორანტურის საფეხური.
 

 ცოტა რამ „ოფ-როუდზეც“

„ოფროუდი“  ერთ-ერთი ყველაზე გამორჩეული აქტივობაა ჩემს ცხოვრებაში. იგი განტვირთვის, დასვენების, ახალი და ისეთი მეგობრების შეძენის საშუალებაა ვისაც   ავტომობილები უყვართ.  OFF-Road Club Georgia-ის წევრი ვარ.  სოციალური ქსელების მეშვეობით ხშირად იდება ხოლმე კლუბის გასვლების შესახებ პოსტები.  ძირითადად ისეთ ადგილებში დავდივართ, სადაც სტანდარტული მოუმზადებელი 4x4 ავტომობილით მისვლა ფაქტობრივად შეუძლებელია.  გარდა ამ ყველაფრისა,  ტარდება სხვადასხვა Off-Road შეჯიბრებები.  წელს ნოემბერში ბოლო შეჯიბრება GPS-ს ორიენტირებაში იყო. Off-Road-ით დავინტერესდი მაშინ, როცა ჯერ კიდევ  ბაკალავრიატის სტუდენეტი ვიყავი და მყავდა 4x4-ზე ყველგანმავალი ავტომობილი, ხოლო კლუბის წევრი ვარ უკვე 2-3 წელია და მათთან ერთადაც დავდივარ სხვადასხვა საინტერესო ადგილებში საქართველოს მასშტაბით.