Aufbau technologischer Werkzeuge für die nukleare Abrüstung | MIT-Nachrichten

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Mentoring hat eine zentrale Rolle in den Drehungen und Wendungen im Leben von Associate Professor Areg Danagoulian gespielt.

Als Junge führte ihn dies zunächst zur Mathematik, wo ihm ein leidenschaftlicher Lehrer und die Mentorenschaft seiner Eltern die Liebe zum Fach einflößten. Anschließend trat er in die Fußstapfen seiner Physiker-Eltern und wurde selbst Physiker. Im Laufe seiner Karriere hat Mentoring Danagoulian dabei geholfen, seine Forschungsinteressen von der grundlegenden Kernphysik über die angewandte Kernphysik bis hin zur Industrie zu verfolgen. In jüngerer Zeit ist Danagoulian an seine Alma Mater, das MIT, zurückgekehrt, wo er gerne Studenten in seinem Labor anleitet, während sie zu reifen Wissenschaftlern heranwachsen.

Der Eintritt in die Fakultät des Instituts im Jahr 2014 war der jüngste Phasenwechsel in einer Karriere voller wechselnder Forschungsinteressen. Unterdessen entwickelt Danagoulian, der letztes Jahr beauftragt wurde, neue Technologien, um Atomsprengkopfmaterialien zu erkennen, ihre technischen Details zu verschlüsseln und ihre Demontage zu überprüfen.

Am Rande eines Durchbruchs

Danagoulian traute seinen Augen nicht. Es war Anfang 2020 und sein Labor hatte gerade vorläufige Experimente mit Mitarbeitern der Princeton University an einem neuen tragbaren Detektionssystem für spaltbares Material abgeschlossen, das in Atomsprengköpfen eingesetzt werden könnte. Der Plan war, Baseline-Daten zu sammeln und von dort aus die Bedingungen zu optimieren. Aber als er sich die ersten Ergebnisse ansah, bemerkte er einen kleinen, aber unverwechselbaren Punkt, wo wir wären, wenn das System bereits funktionieren würde.

„Die Vertiefung war kaum sichtbar, aber mir wurde klar, dass es nicht nur an meinen Augen lag“, sagt Danagoulian. „Wir hatten dieses suboptimale Setup und bereits ein schwaches – aber echtes – Signal. Es hat uns wirklich motiviert. Wir waren super aufgeregt.

Wenn das System mit ausreichend hoher Präzision arbeiten könnte, könnte es die nuklearen Abrüstungsverträge der Supermächte transformieren. In der Vergangenheit zielten diese Verträge eher auf die Trägersysteme (z. B. Raketen und Bomber) von Atomwaffen als auf die Waffen selbst ab, teilweise weil die Verifizierungstechnologie für Kernmaterial nicht kompakt oder empfindlich genug war, um an nuklearen Standorten eingesetzt zu werden. Danagoulian und seine Mitarbeiter dachten, sie stünden kurz davor, eine Technologie zu entwickeln, die das ändern könnte.

Dann begann die Covid-19-Pandemie. Danagoulians Labor wurde vorübergehend geschlossen, ebenso wie das Princeton-Labor.

„Wir sehen uns dieses Grundstück an und glauben, dass dort eine Goldmine auf uns wartet“, sagte Danagoulian.

Nach monatelanger Analyse der Daten und Planung neuer Experimente wurde das Labor von Danagoulian im Juni letzten Jahres mit Sicherheitsvorkehrungen wiedereröffnet.

„Wir wollten unbedingt handeln. Sobald sich die Türen öffneten, rannten wir ins Labor“, erinnert sich Danagoulian. „Wir begannen, Daten zu sammeln – und dieses Mal waren es Daten von sehr hoher Qualität durch optimierte experimentelle Bedingungen – und plötzlich zeigten sich all diese Peaks genau dort, wo sie hingehören. Es war dieses sehr lohnende Ding, dieses Gefühl des Triumphs, etwas zu tun, was noch nie zuvor in einem so kleinen Maßstab getan worden war.

Seitdem arbeitet Danagoulian mit nationalen Labors sowie Mitgliedern der politischen Gemeinschaft zusammen, um das Bewusstsein für die Technologie zu schärfen und mehr darüber zu erfahren, wie sie implementiert werden könnte.

Danagoulian sagt, dass er am MIT mehr mit dem Bereich der öffentlichen Ordnung in Berührung gekommen ist, was ihm geholfen hat, wirkungsvolle technische Lösungen zu entwickeln und zu Kooperationen geführt hat. Er entwickelte auch ein verwandtes Tool, um die Konstruktionsdetails von Atomsprengköpfen während des Verifizierungsprozesses zu verbergen. Dieses System verwendet physikbasierte digitale analoge Verschlüsselungsmethoden, um Waffendesigndaten zu verschlüsseln. Das System geht ein weiteres großes Hindernis für die Stilllegung nuklearer Anlagen an, indem es der internationalen Gemeinschaft ermöglicht, die nuklearen Standorte eines Landes zu inspizieren, ohne militärische Geheimnisse zu gefährden.

„Die Überprüfung der nuklearen Abrüstung ist sehr wichtig, denn ein Vertrag ohne Überprüfung ist schlimmer als gar kein Vertrag“, sagt Danagoulian und verweist auf den in den 1950er Jahren vorgeschlagenen, aber gescheiterten Vertrag über das umfassende Verbot von Atomwaffentests, der erst 1996 teilweise vollständig verabschiedet wurde weil den Wissenschaftlern die Technologie fehlte, um unterirdische Tests zuverlässig von seismischen Ereignissen zu unterscheiden.

Andere unterstützen

Inmitten der multidisziplinären Kultur des MIT beschloss Danagoulian, seine wissenschaftliche Arbeit mit der Politik zu verbinden. Aber für seine Eltern, die beide Physiker in der Sowjetunion (im heutigen Armenien) waren, waren Wissenschaft und soziale Fragen untrennbar miteinander verbunden.

„In Sowjet-Armenien wurde man durch die Zugehörigkeit zu einer Familie von Wissenschaftlern zu einer kulturellen Minderheit, und das wurde unweigerlich Teil ihrer Identität“, sagt Danagoulian. „Hier ist es ein Job, keine soziale Schicht. Aber wir sahen uns als kulturelle Gruppe oder politische Klasse. Später wurde die Unabhängigkeitsbewegung in Armenien weitgehend von Intellektuellen und Wissenschaftlern geführt.

Als Danagoulian 16 Jahre alt war, zog seine Familie in die Vereinigten Staaten. Seine Eltern hatten ein schwieriges Leben als Physiker, und während sie seine Liebe zur Wissenschaft förderten, ermutigten sie ihren Sohn auch, Informatiker zu werden, was ihrer Meinung nach mehr Wohlstand und Arbeitsplätze bringen würde. Sicherheit. Aber Danagoulian hatte während der Vorbereitung auf das College seine Liebe zur Physik entdeckt und beschloss, ihre Bitten zu ignorieren. Anschließend studierte er Physik am MIT, wo er die Gelegenheit hatte, mit Professor Richard Milner am Nuclear Science Laboratory im Rahmen des Undergraduate Research Opportunity Program (UROP) zusammenzuarbeiten.

Danagoulian promovierte in Kernphysik an der University of Illinois und wurde Forscher am Los Alamos National Laboratory. Dort interessierte er sich zunehmend für angewandte Wissenschaft und beschloss, sich einem in Boston ansässigen Unternehmen anzuschließen, das einen Frachtscanner entwickelt, um Nuklearmaterial an Häfen und Grenzübergängen auf der ganzen Welt zu erkennen.

Bei ausreichend hohen Energien können Photonen sogar dichte Strukturen wie Stahlschiffscontainer passieren. Während seiner Tätigkeit in der Industrie versuchte Danagoulian, ein System zu entwickeln, das einen Photonenstrahl in Behälter sendet und nach subatomaren Partikeln scannt, die aus Kollisionen mit nuklearem Material resultieren.

Danagoulian und seine Mitarbeiter entwickelten und vermarkteten das System, das zwei Jahre lang am Containerterminal in South Boston eingesetzt wurde, bevor es während der Covid-19-Pandemie vor allem wegen seines hohen Preises aufgegeben wurde. Danagoulian glaubt, dass dies das erste derartige System ist, das weltweit eingesetzt wird, und betrachtet es als eine große technische Errungenschaft. Er glaubt, dass er bei Bedarf in einer Krise mit nuklearem Terrorismus schnell wieder eingesetzt werden könnte.

2014 kehrte Danagoulian an das MIT zurück, um sich der Fakultät des Department of Nuclear Science and Engineering anzuschließen.

Diese Abteilung arbeitet sehr kooperativ“, erklärt Danagoulian. „Jeder versucht, dir auf jede erdenkliche Weise zu helfen. Es ist ein sehr unterstützender Service, und ich denke, mein Erfolg hängt eng mit der Betreuung und Anleitung zusammen, die ich erhalten habe.

Danagoulian übernahm auch seine Rolle des Unterrichtens und Beratens von Studenten, obwohl er zugibt, dass er lernen musste, die Studenten die Forschung und Experimente selbst verwalten zu lassen.

„Als ich endlich loslassen konnte, war es sehr lohnend, weil ich zu sehen begann, wie sich meine Schüler verbesserten, und ich begann zu sehen, wie ihre Arbeit in diesem bestimmten Bereich besser wurde als meine. Das war zutiefst befriedigend“, sagt Danagoulian.

Heutzutage freut sich Danagoulian, die Unterstützung und Anleitung anbieten zu können, die so zentral für sein Leben waren.

„Die meisten meiner Entscheidungen im Leben, in der Ausbildung, in der Forschung, in der Arbeit wurden stark durch Mentoring beeinflusst“, sagt er. „Mentoring ist extrem wichtig, um dich zu formen, dir zu helfen, eine Richtung zu wählen und dich zu ermutigen. Ich versuche, den Schülern zu vermitteln, dass sie zu großartigen Dingen fähig sind.