Dari sinar kosmik hingga kardiologi – Dunia Fisika

<a data-fancybox data-src="https://platoblockchain.com/wp-content/uploads/2024/02/from-cosmic-rays-to-cardiology-physics-world.jpg" data-caption="Berprestasi interdisipliner Azadeh Keivani mengalihkan pandangannya dari astrofisika ke ilmu data di bidang perawatan kesehatan, sekaligus mendirikan organisasi nirlaba pendidikan. (Atas izin: Ashkan Balouchi)” title=”Klik untuk membuka gambar dalam popup” href=”https://platoblockchain.com/wp-content/uploads/2024/02/from-cosmic-rays-to-cardiology-physics- dunia.jpg”>

Ahli astrofisika menjadi ilmuwan data Azadeh Keivani telah mengalami perjalanan karier yang tidak biasa. Dari minat awal terhadap astronomi saat masih menjadi siswa sekolah menengah di Iran, ia pindah ke AS untuk menyelesaikan gelar PhD dan postdoc di bidang sinar kosmik dan astrofisika partikel, dan sekarang mengembangkan teknik pembelajaran mesin di bidang kesehatan, pendidikan, dan bisnis. Keivani juga bersemangat berbagi perjalanannya dengan siswa saat ini.

Hari ini, dia bekerja di Rumah Sakit Presbiterian NewYork, mengembangkan model AI untuk kardiologi. Pada tahun 2023 Keivani menerima American Physical Society (APS) Penghargaan Dosen Karir Forum Fisika Industri dan Terapan (FIAP).. Dia berbicara tentang pentingnya berpikiran terbuka, nilai kolaborasi interdisipliner, keterlibatannya dalam inisiatif pendidikan, dan memutuskan apakah akan tetap berada di dunia akademis.

Apa yang memicu minat awal Anda dalam sains, dan fisika pada khususnya?

Ketika aku masih SMP, aku menghadiri acara melihat bintang untuk pertama kalinya, dan itu sangat menarik bagiku. Tidak hanya memandangi langit saja, dikelilingi orang-orang keren juga memberikan inspirasi. Setelah itu, saya mendaftar ke majalah astronomi yang mengadakan acara rutin, termasuk pengamatan bintang pada malam hari dan lokakarya astronomi di Teheran, tempat saya bersekolah. Saya pikir fisika adalah hal yang paling dekat dengan astronomi yang bisa saya pelajari.

Kemudian di sekolah menengah, saya menjadi sangat tertarik dengan fisika itu sendiri, memecahkan masalah fisika, serta membaca buku teks tingkat sarjana dan bahkan pascasarjana. Saya tidak mengerti banyak dan matematikanya sulit, saya hanya bersemangat melihat apa yang dibicarakan dalam buku.

Saat itu di Iran, kami mengadakan ujian masuk universitas untuk semua orang di negara tersebut, dan mereka mengurutkan orang berdasarkan minat dan nilai ujian mereka. Saya akhirnya mendapatkan mata pelajaran dan universitas yang saya inginkan, yaitu fisika Universitas Teknologi Sharif di Teheran.

Apa yang mendorong Anda mengambil gelar PhD di bidang astrofisika? Dan bagaimana rasanya menjadi bagian dari kolaborasi besar?

Ketika saya masih di Universitas Sharif, saya mulai bekerja dengan kelompok fisika sinar kosmik, dan saya memutuskan untuk melanjutkan bidang ini di sekolah pascasarjana. Pada tahun 2007, ketika saya masih mahasiswa tahun ketiga, saya mengikuti kuliah di Konferensi Sinar Kosmik Internasional (ICRC) di Meksiko. Itu adalah pengalaman yang luar biasa karena saya mengenal banyak orang dari berbagai universitas di Amerika, termasuk sekelompok di Louisiana State University (LSU), yang saya ikuti setahun kemudian untuk gelar PhD. Saya meneliti pengaruh medan magnet galaksi terhadap pembelokan sinar kosmik berenergi sangat tinggi. Penasihat saya adalah James Matthews, salah satu pionir Observatorium Sinar Kosmik Pierre Auger. Dia selalu menjadi mentor yang hebat bagi saya dan saya sangat senang kami masih berhubungan.

Bekerja secara kolaborasi mempunyai kelebihan dan kekurangan. Misalnya, di sebagian besar kolaborasi, daftar penulis ditulis berdasarkan abjad, sehingga meskipun Anda adalah kontributor utama, Anda tidak akan menjadi penulis pertama pada makalah tersebut. Hal ini biasanya berarti visibilitas yang lebih rendah bagi fisikawan junior. Namun pada saat yang sama, Anda membangun jaringan yang sangat besar saat Anda menghadiri pertemuan kolaborasi secara rutin. Itu membuat saya relatif mudah untuk menemukan posisi postdoc. Saya dipekerjakan oleh Miguel Mostafa dan Doug Cowen untuk postdoc di Pennsylvania State University, tempat saya bergabung pada tahun 2014. Mereka, bersama Derek Fox, menjadikan waktu saya di Penn State benar-benar bermanfaat. Saya berpikir tentang  mereka sebagai mentor saya selamanya, yang memiliki dampak besar pada karier saya.

Di sana, saya menjadi bagian dari Observatorium Neutrino IceCube dan sebuah proyek bernama Jaringan Observatorium Multi-messenger Astrofisika (AMON). Ini adalah proyek untuk membangun infrastruktur dunia maya yang menghubungkan semua observatorium astrofisika berenergi tinggi dalam satu jaringan. Kami mendapatkan data, menjalankan analisis secara real-time, dan jika ada sinyal yang menunjukkan peristiwa atau sumber astrofisika di langit, sinyal tersebut akan mengirimkan peringatan ke observatorium lain. Dengan sistem ini, kami menemukan bukti pertama sumber neutrino energi tinggi astrofisika pada tahun 2017.

<a data-fancybox data-src="https://platoblockchain.com/wp-content/uploads/2024/02/from-cosmic-rays-to-cardiology-physics-world-1.jpg" data-caption="Bersinar terang Azadeh Keivani dan kolaborator di AMON, IceCube, Swift, Fermi, dan observatorium lainnya menemukan bukti pertama sumber neutrino energi tinggi astrofisika pada tahun 2017. Render artistik ini menggambarkan blazar yang kuat, asal mula IceCube neutrino IC170922. (Atas izin: Kolaborasi IceCube/Google Earth: PGC/NASA US Geological Survy Data SIO,NOAA, US Navy, NGA, GEBCO Landsat/Copernicus)” title=”Klik untuk membuka gambar dalam popup” href=”https://platoblockchain. com/wp-content/uploads/2024/02/from-cosmic-rays-to-cardiology-physics-world-1.jpg”>

Salah satu hal terbaik dalam mengerjakan proyek AMON adalah perasaan memiliki. Saya bekerja sama dengan postdoc lain, Gordana Tešić, siapa teman baik sekarang. Saya juga mengembangkan beberapa soft skill serta keterampilan teknis seperti coding, membuat paket dan database Python, analisis statistik, dan pemodelan pembelajaran mesin.

Apa langkah Anda selanjutnya setelah pascadoktoral?

Setelah postdoc saya, saya mulai melamar posisi fakultas. Saat itu, suami saya sedang berada di New York, dan saya sangat menginginkan pekerjaan di sana, jadi saya akhirnya memilih jabatan dosen selama tiga tahun yang disebut the Beasiswa Frontiers of Science di Universitas Columbia.

Program ini didirikan oleh astronom dan pendidik David Helfand, merekrut orang-orang dengan gelar PhD dengan latar belakang STEM yang berbeda – di bidang fisika, biologi, kimia, ilmu saraf, dan ilmu bumi. Idenya adalah untuk menanamkan kebiasaan berpikir ilmiah pada siswa baru melalui berbagai disiplin ilmu, sehingga setiap orang dari kita harus mengajarkan semua topik ini. Kami mengajarkan berbagai keterampilan ilmiah, seperti cara membaca artikel dan cara membedakan sains dari pseudosains, cara memahami tren dalam plot dan statistik. Sangat menantang dan menarik karena untuk pertama kalinya setelah sekian lama, saya harus mempelajari konsep-konsep di luar fisika, untuk bisa mengajarkannya. Saya juga seorang peneliti yang didanai NASA di Laboratorium Astrofisika Columbia, menggunakan data dari beberapa observatorium astrofisika energi tinggi dalam astronomi multimessenger; Saya fokus pada pemanfaatan teknik pembelajaran mesin.

Pada saat yang sama, selama saya di Columbia  jabatan dosen, mengajar menjadi sangat menarik bagi saya, dan juga pendidikan secara lebih umum. Saya mulai memikirkan bagaimana saya dapat membantu siswa, terutama dari komunitas yang kurang mampu. Dalam banyak hal, sistem pendidikan kita masih tradisional. Namun dunia sedang berubah, sehingga siswa perlu mengembangkan keterampilan teknis, digital, dan kewirausahaan sejak dini. Seringkali, siswa dari kalangan minoritas dan mereka yang berasal dari latar belakang berpenghasilan rendah tidak mempunyai kesempatan atau mentor yang memadai untuk membantu merencanakan pendidikan dan karier mereka. Hal ini ada dalam pikiran saya terutama pada masa-masa awal pandemi COVID-19, sehingga saya ikut mendirikan organisasi nirlaba teknologi pendidikan untuk memberdayakan angkatan kerja generasi berikutnya, yang disebut Akademi Era Digital (DAA).

Kami merekrut siswa dari kelas 11 atau 12 (usia 16–18) dengan bermitra dengan sekolah menengah atas di South Bronx di New York. Kami mengembangkan beberapa program pengembangan tenaga kerja dan kewirausahaan, dan kami mencocokkan siswa dengan mentor. Bersama-sama, mereka mendefinisikan beberapa proyek yang membantu keluarga atau komunitas mereka, dan mereka mempunyai beberapa ide cemerlang. Pada akhir tahun 2020 kami meluluskan angkatan DAA pertama.  Kami sekarang menjalankan sejumlah program sepanjang tahun, dan memiliki mitra perusahaan dan sekolah.

Anda sekarang telah keluar dari dunia akademis dan berada dalam peran industri yang masih banyak terlibat dalam fisika. Apa saja faktor yang Anda pertimbangkan saat membuat pilihan karier ini?

Ada beberapa hal yang saya pikirkan. Salah satunya adalah apakah saya ingin terus mengerjakan topik sempit astrofisika multimessenger, atau menjelajahi bidang penelitian baru. Saya sedang memikirkan apakah saya ingin menjadi sangat terspesialisasi, atau mengembangkan keterampilan baru dan memiliki perspektif multidimensi tentang dunia profesional. Hal ini menjadi lebih menarik bagi saya, meskipun saya tahu sebagian besar orang ingin menaiki tangga karier di perusahaan atau akademis.

Saya juga memikirkan gaji karena tinggal di New York sangat mahal. Ini belum tentu merupakan hal yang paling penting, tapi sudah pasti merupakan sebuah faktor. Banyak teman saya yang bergelar PhD yang mengambil jurusan keuangan atau ilmu data memperoleh penghasilan tiga atau empat kali lipat gaji postdoc.

Saya juga ingin tinggal di New York, karena bagi imigran seperti saya, ini adalah kota terbaik. Anda merasa pantas berada di sini. Namun jika saya ingin menjadi profesor, saya harus melamar ke mana saja di Amerika. Keseimbangan kehidupan kerja adalah aspek lainnya, dan saya juga tertarik untuk mempelajari budaya lain di luar komunitas astrofisika partikel.

Pada akhir tahun 2020, saya memutuskan untuk meninggalkan Columbia, dan selama satu tahun saya terus bekerja hanya di DAA. Di penghujung tahun 2021, saya memutuskan untuk melamar posisi data science, namun dengan cita rasa ilmiah, jadi saya fokus pada bioteknologi dan kesehatan. Saya berakhir di Pusat Kanker Memorial Sloan Kettering (MSK) sebagai ilmuwan data senior. Saya adalah bagian dari tim bernama “Inkubasi Teknologi”, yang mencakup berbagai pakar di bidang desain, produk, teknik, dan ilmu data, yang bekerja sama dalam menghadirkan teknologi baru untuk perawatan kanker. Kemudian, pada awal tahun 2023 saya memulai peran saya saat ini di Rumah Sakit Presbyterian NewYork.

Seperti apa keseharian Anda saat ini, dan keterampilan utama apa yang Anda gunakan dalam pekerjaan Anda?

Tim kami, termasuk ilmuwan dan insinyur di NewYork-Presbyterian, bekerja sama dengan erat Divisi Kardiologi Universitas Columbia dan Departemen Informatika Biomedis. Saya terutama menggunakan data ekokardiografi dan membuat model pembelajaran mendalam untuk mendeteksi penyakit kardiovaskular pada tahap awal. Kami mengotomatiskan seluruh proses pembacaan gambar dan klip ekokardiografi, dan model ini membantu ahli jantung membaca gema dengan cepat dan mendiagnosis penyakit seperti stenosis aorta.

Saat Anda membuat pembelajaran mesin atau model statistik untuk memecahkan masalah, Anda perlu mendefinisikan masalahnya dengan baik, dan menghasilkan pertanyaan dan hipotesis yang jelas

Saya menggunakan pengetahuan fisika dan keterampilan teknis yang saya peroleh di dunia akademis. Saat Anda membuat pembelajaran mesin atau model statistik untuk memecahkan masalah, Anda perlu mendefinisikan masalahnya dengan baik, dan mengajukan pertanyaan dan hipotesis yang jelas, yang dapat membantu latar belakang fisika saya. Saya juga perlu menggunakan keterampilan komputer saya untuk melakukan pra-pemrosesan dan analisis data.

Setelah saya memiliki kumpulan data yang bagus, saya menggunakan matematika yang saya pelajari di sekolah pascasarjana untuk menemukan algoritma terbaik untuk membangun model. Bersikap skeptis adalah hal lain yang saya pinjam dari menjadi seorang fisikawan – misalnya,  kita perlu menguji model tersebut dalam studi klinis, jadi sangat penting untuk memastikan model tersebut mendapatkan hasil yang layak.

<a data-fancybox data-src="https://platoblockchain.com/wp-content/uploads/2024/02/from-cosmic-rays-to-cardiology-physics-world-2.jpg" data-caption="AI dalam kardiologi Azadeh Keivani kini berupaya membangun model pembelajaran mendalam menggunakan data ekokardiografi, seperti pemindaian yang digambarkan di sini, untuk mendeteksi penyakit kardiovaskular pada tahap awal. (Sumber: Shutterstock/PIJITRA PHOMKHAM)” title=”Klik untuk membuka gambar dalam popup” href=”https://platoblockchain.com/wp-content/uploads/2024/02/from-cosmic-rays-to-cardiology- fisika-dunia-2.jpg”>

Selain itu, kami menggunakan banyak konsep fisika dalam kardiologi dan perawatan kesehatan secara umum. Misalnya, Anda perlu menggunakan efek Doppler saat Anda mengirim dan menerima sinyal dari jantung. Berdasarkan kecepatan dan frekuensi sinyal, Anda dapat menghitung kecepatan darah.

Contoh menarik lainnya, ketika saya bekerja di MSK, adalah ketika saya memperhatikan bahwa seorang mantan kolega dari astrofisika partikel telah memposting secara online tentang para peneliti di MSK yang telah menggunakan efek Cherenkov dalam teknik pencitraan mereka untuk mendeteksi tumor. Saya menghubunginya dan kami semua menelepon bersama. Ini sangat menarik karena dia adalah ahli astrofisika partikel, dan dua orang lainnya adalah ahli biologi dan ahli onkologi, dan saya berada di antara keduanya. Hal ini memicu kolaborasi antara tim kami di MSK dan tim lain di MSK, karena saya memiliki beberapa ide untuk model pembelajaran mesin untuk data mereka.

Pada tahun 2023 Anda dianugerahi American Physical Society (APS) Forum perkuliahan Fisika Industri dan Terapan (FIAP).. Bisakah Anda ceritakan sedikit tentang pekerjaan itu?

Setelah saya memulai karir saya di bidang kesehatan, saya mulai berpikir untuk memberikan ceramah kepada mahasiswa pascasarjana dan postdocs untuk menceritakan kisah saya kepada mereka. Saya ingin berbicara tentang pengalaman saya di dalam dan di luar dunia akademis, berbagi pro dan kontra yang saya pertimbangkan ketika saya keluar, dan memberdayakan orang untuk memikirkan jalur karier unik mereka sendiri.

Saya pergi ke empat universitas dan memberikan ceramah, dan saya benar-benar dapat melihat diri saya pada para siswa yang cantik itu, melihat betapa umum kekhawatiran dan tantangan kita. Saya juga ingin membantu pelajar internasional yang harus memikirkan visa untuk mendapatkan status menetap di AS.

Ketika saya mendapatkan penghargaan FIAP, saya sangat bersemangat karena sekarang saya memiliki lebih banyak kesempatan untuk bersekolah di berbagai sekolah dan menginspirasi siswa untuk berpikir di luar kotak. Bagian dari penghargaan ini adalah memberikan ceramah di setidaknya tiga lembaga, termasuk sekolah yang kurang terlayani. Saya telah diundang ke Pertemuan Maret APS, di mana saya akan menerima penghargaan saya, dan saya juga akan memberikan ceramah tentang perjalanan saya dan nasihat saya tentang peluang karir bagi fisikawan.

Apa saran Anda untuk siswa yang memulai hari ini? Apa yang Anda ketahui sekarang yang Anda harap Anda ketahui saat memulai karier Anda?

Ketika saya masih mahasiswa, saya ingat sebagian besar dari kami yang merupakan mahasiswa pascasarjana astronomi hanya mengikuti seminar astronomi. Jika Anda ingin mengerjakan satu topik dan benar-benar mahir dalam topik tersebut, Anda mungkin ingin menggunakan setiap menit untuk fokus pada topik tersebut. Peringatannya adalah Anda menjadi terlalu fokus sehingga Anda mungkin melupakan wawasan dan perspektif baru. Munculnya ide-ide baru tidak terjadi sendirian. Itu terjadi ketika Anda dihadapkan pada pemikiran, pekerjaan, dan pengalaman orang lain.

Memang tidak mungkin untuk menghadiri setiap ceramah, namun jika saya menjadi mahasiswa lagi, saya pasti akan lebih banyak mengikuti seminar dan mendalami jurusan sains lain di kampus. Terkadang pembicara memberikan ceramah yang lebih umum namun belum tentu terlalu teknis, sehingga Anda mungkin memahami separuh pembicaraan tentang bidang lain dan memahami pendekatan mereka. Anda bahkan mungkin pergi ke pertunjukan seni dan mendapatkan ide baru tentang karya Anda, atau menyadari bahwa Anda tertarik pada bidang seperti keuangan atau industri game. Jadi tetap buka mata dan berpikiran terbuka.

Saya ingat di akhir sekolah pascasarjana saya merasakan banyak tekanan dan khawatir untuk mendapatkan gelar postdoc. Anda harus ingat bahwa Anda telah mengembangkan banyak keterampilan dan Anda memiliki banyak pengetahuan dan pengalaman. Anda akan selalu bisa mendapatkan pekerjaan, dan tidak hanya bertahan hidup tetapi juga berkembang. Anda hanya perlu percaya pada diri sendiri dan Anda bisa melakukan hal-hal menakjubkan. Anda bisa menjadi orang yang menemukan sesuatu yang baru atau menciptakan sesuatu untuk orang lain. Jadi ini adalah momen penting dan penting dalam hidup. Meski menakutkan, hal itu dapat membawa Anda menjadi versi terbaik dari diri Anda.

Terakhir, ada saat-saat dalam karier setiap orang, dan dalam kehidupan secara umum, ketika Anda merasa kecewa dan merasa tidak bisa sukses. Anda mungkin berpikir bahwa Anda tidak bisa mendapatkan pekerjaan atau Anda tidak pandai dalam satu hal. Hal ini sangat normal dan sebenarnya bukan hal yang buruk. Ini berarti Anda meninjau kembali nilai-nilai Anda, dan Anda dapat menggunakan kesempatan itu untuk menemukan langkah selanjutnya. Jangan berpikir ini adalah akhir dunia. Ini adalah awal dari babak baru.

• Artikel ini pertama kali diterbitkan di Karir APS, panduan yang diterbitkan oleh Dunia Fisika atas nama American Physical Society. Anda dapat membaca panduan lengkapnya secara online

• Konten Bertenaga SEO & Distribusi PR. Dapatkan Amplifikasi Hari Ini.
• PlatoData.Jaringan Vertikal Generatif Ai. Berdayakan Diri Anda. Akses Di Sini.
• PlatoAiStream. Intelijen Web3. Pengetahuan Diperkuat. Akses Di Sini.
• PlatoESG. Karbon, teknologi bersih, energi, Lingkungan Hidup, Tenaga surya, Penanganan limbah. Akses Di Sini.
• PlatoHealth. Kecerdasan Uji Coba Biotek dan Klinis. Akses Di Sini.
• Sumber: https://physicsworld.com/a/from-cosmic-rays-to-cardiology/