• Біздің сұхбат
• 14 Шілде, 2024

Галактиканың 3D моделін жасап шыққандар

Ақтөбе облыстық мамандандырылған физика-математика лицей-интернатының 11-сынып оқушылары Даниал Жақсылық пен Мерей Саламатқызы спиральды галактиканың компьютерлік және электрлік моделін әзірледі. Олармен жақын таныса отырайық. Даниал мен Мерей – көптеген ғылыми зерттеу жарысына қатысып жүрген жас өнертапқыш. Осындай додалардың бірінде спиральды галактиканың компьютерлік және электрлік моделін жасау туралы идея туады. Олар республикалық ғылыми жобалар конкурсының ІІ орын жеңімпазы, сондай-ақ Астана қаласында өткен «Ғылым әлемін ашамыз» халықаралық ғарыштық зерттеулер жарысының жүлдегері.

Мерей: 6-сыныптан бастап түрлі жобаға қатысқан болатынмын. Нақтырақ айтқанда, 6-сыныпта физика пәнінен, 8-сыныпта математика және 10-сыныптан бастап екі жыл зерттеген спиральды галактикалардың пайда болуының перколяциялық моделін жасадық. Бос уақытымда кітап оқығанды, ғажайыптар туралы түрлі жаңалықты оқығанды ұнатамын. Болашақта Халықаралық қатынастар бағытын таңдап отырмын. 

Даниал: Менің жасым 16-да. Жалпы, осы лицей-интернатта 6-сыныптан бастап оқимын. Биыл 11-сыныпқа көшемін. 6-сыныптан бастап олимпиадалар мен жобаларға қатысып келемін. Мысалы, 6-сыныпта «Зерде» жобасына қатысып, 3-орын алдым, 7-сыныпта математика мен физика пәндерінен ауызша олимпиадаларға қатыстым. Бос уақытымда шахмат ойнап, спортпен шұғылданғанды және кітап оқығанды жақсы көремін. Болашақта кім болатынымды нақты шешпегеніммен, физика бағытындағы бір мамандықты таңдаймын.

Мерей: Спиральды галактика-лардың пайда болуының перколяциялық процестерді   модельдеу әдістерін зерттеп және олардың физиканың әртүрлі салаларында көрінуінің әмбебаптығын көрсеттік. Бұл жобада Монте-Карло әдісі арқылы Шульман мен Сейден ұсынған галактикалардың пайда болуының перколяциялық процесі модельденіп, галактикалардың перколяция-лық эволюциясының компьютер-лік моделі жасалды. Бағдарлама заманауи графикалық құралдар-ды қолдана отырып, Visual Basic for Application тілінде Excel-мен еcептелді. 

Даниал: Бұл жобаны дайындау алдында жетекшімізбен басқа да тақырыптарды ұсынып, оларды да қарастырдық, бірақ соңында осы спиральды галактикалардың пайда болуын зерттеуді жөн көрдік. Өйткені, бұл тақырып өте өзекті болды. Компьютерлердің жылдамдығының артуына байланысты кейінгі кезде Монте-Карло әдісі күрделі физикалық-математикалық есептерді шешуде ерекше тиімді болды. Бұл жобада галактиканың пайда болуының перколяциялық процесі Монте-Карло әдісі арқылы модельденеді.

Мерей: Әдістеменің теория-лық негізі бұрыннан белгілі болғаны қызық. Сонымен қатар, статистиканың кейбір есептері кейде кездейсоқ таңдаулар арқылы, яғни Монте-Карло әдісімен есептелді. Бірақ электронды есептеуіш машиналар (компьютер) пайда болғанға дейін бұл әдісті кеңі-нен қолдану мүмкін болмады. Өйткені кездейсоқ шамаларды қолмен модельдеу өте ауыр жұмыс. Осылайша, Монте-Карло әдісінің өте әмбебап сандық әдіс ретінде пайда болуы тек компьютерлердің пайда болуының арқасында мүмкін болды. Монте-Карло атауының өзі ойын үйлерімен әйгілі Монако Князьдігіндегі Монте-Карло қаласынан шыққан. Өйткені, кездейсоқ шамаларды алуға арналған қарапайым механикалық құрылғылардың бірі – рулетка. Осы орайда жиі қойылатын сұраққа жауап беру керек: «Монте-Карло әдісі рулеткада жеңіске жетуге көмектесе ме?». Жоқ, көмектеспейді. Тіпті онымен айналыспайды да.

Даниал: Перколяция немесе ағып кету теориясы кейінгі кезде өте танымал. Перколяция теориясын фазалық ауысуды, секіргіш өткізгіштік, капилляр арқылы сұйықтықтың ағуын, полимерлі гельдердің түзілуін, сондай-ақ жобада қарастырылатын галактиканың түзілу мәселесін зерттеу және тағы да басқа көптеген физикалық мәселелерді шешу үшін пайдалануға болады. Перколяция теориясының әртүрлі мәселелерін перколяция табалдырығына жақын байланысқан элементтердің геометриясының олар үшін бірдей болуы біріктіреді. Барлық перколяция есептерін шешудің негізінде перколяцияның болуын анықтау және перколяция кластерлерін белгілеу алгоритмдері жатыр. Біздің жобада олар түпнұсқа алгоритмдер арқылы шешіледі. Бұл алгоритмдер, сондай-ақ галактика эволюциясының перколяциялық моделінің алгоритмі Visual Basic for Application тілінде Excel-де жасалған бағдарламалар арқылы жүзеге асырылады.

Мерей: Біз перколяциялық процестерді модельдеу әдістерін түсіндік, ұяшықтың көлденең және тік перколяциясының пайда болуын зерттеуге мүмкіндік беретін бағдарламаны, сондай-ақ галактиканың пайда болу процесін модельдеу бағдарламасын жасадық. Бұл бағдарламаларды перколяция құбылысы мен галактикалардың пайда болуын зерттеу кезінде оқу процесінде пайдалануға болады.

Даниал: Зерттеу кезеңдерін, процедураларды атап өту керек: кездейсоқ процестер, кездейсоқ сандар генераторлары және перколяция құбылысы бойынша әдеби дереккөздерді іздеу және таңдау; кездейсоқ процестер, кездейсоқ сандар генераторлары және перколяция құбылысы бойынша теориялық жұмыстарды зерттеу; перколяция құбылысы мен сфералардың тапсырмасын имитациялайтын бағдарлама-ның математикалық моделін және алгоритмін құру; Еxcel-де галактикалар эволюциясының компьютерлік моделін құру.

Олжас ПАВЛИК

«Ұлан» газеті, №28
09 шілде 2024 жыл