Từ tia vũ trụ đến tim mạch – Thế Giới Vật Lý

<a data-fancybox data-src="https://platoblockchain.com/wp-content/uploads/2024/02/from-cosmic-rays-to-cardiology-physics-world.jpg" data-caption="Người đạt thành tích liên ngành Azadeh Keivani chuyển tầm nhìn từ vật lý thiên văn sang khoa học dữ liệu trong chăm sóc sức khỏe, đồng thời thành lập một tổ chức giáo dục phi lợi nhuận. (Được phép: Ashkan Balouchi)” title=”Nhấp để mở hình ảnh trong cửa sổ bật lên” href=”https://platoblockchain.com/wp-content/uploads/2024/02/from-cosmic-rays-to-cardiology-physical- thế giới.jpg”>

Nhà vật lý thiên văn trở thành nhà khoa học dữ liệu Azadeh Keivani đã có một hành trình sự nghiệp khác thường. Từ niềm yêu thích ban đầu với thiên văn học khi còn là học sinh trung học ở Iran, cô đã chuyển đến Hoa Kỳ để hoàn thành bằng tiến sĩ và hậu tiến sĩ về tia vũ trụ và vật lý thiên văn hạt, đồng thời hiện đang phát triển các kỹ thuật máy học trong lĩnh vực chăm sóc sức khỏe, giáo dục và kinh doanh. Keivani cũng đam mê chia sẻ hành trình của mình với các sinh viên hiện tại.

Hôm nay cô ấy làm việc ở Bệnh viện NewYork-Presbyterian, phát triển mô hình AI cho tim mạch. Năm 2023 Keivani nhận được giải thưởng của Hiệp hội Vật lý Hoa Kỳ (APS) Diễn đàn về Vật lý Công nghiệp và Ứng dụng (FIAP). Cô nói về tầm quan trọng của tư duy cởi mở, giá trị của sự hợp tác liên ngành, sự tham gia của cô vào các sáng kiến ​​giáo dục và việc quyết định có nên ở lại học viện hay không.

Điều gì khơi dậy sự quan tâm ban đầu của bạn trong khoa học và vật lý nói riêng?

Khi còn học cấp hai, lần đầu tiên tôi tham dự một sự kiện ngắm sao và điều đó thật hấp dẫn đối với tôi. Không chỉ được ngắm nhìn bầu trời mà được bao quanh bởi những con người tuyệt vời cũng là nguồn cảm hứng. Sau đó, tôi đăng ký một tạp chí thiên văn học thường xuyên tổ chức các sự kiện, bao gồm các đêm ngắm sao và hội thảo về thiên văn học ở Tehran, nơi tôi theo học. Tôi nghĩ rằng vật lý là thứ gần gũi nhất với thiên văn học mà tôi có thể theo đuổi.

Sau này ở trường trung học, tôi rất quan tâm đến vật lý, giải các bài toán vật lý, cũng như đọc sách giáo khoa đại học và thậm chí cả sau đại học. Tôi không hiểu nhiều và môn toán thì khó, tôi chỉ háo hức muốn xem sách nói về điều gì.

Vào thời điểm đó ở Iran, chúng tôi tổ chức kỳ thi tuyển sinh đại học cho mọi người trong nước và họ sắp xếp mọi người dựa trên sở thích và điểm thi của họ. Cuối cùng tôi đã học được môn học và trường đại học mà tôi mong muốn, đó là môn vật lý. Đại học Công nghệ Sharif ở Tehran.

Điều gì đã khiến bạn làm tiến sĩ về vật lý thiên văn? Và cảm giác như thế nào khi trở thành một phần của sự hợp tác lớn?

Khi còn học tại Đại học Sharif, tôi bắt đầu làm việc với một nhóm vật lý tia vũ trụ và tôi quyết định tiếp tục nghiên cứu lĩnh vực này ở bậc cao học. Năm 2007, khi đang học năm thứ ba đại học, tôi đã tham dự khóa học Hội nghị Tia vũ trụ quốc tế (ICRC) ở Mexico. Đó là một trải nghiệm tuyệt vời vì tôi đã quen được rất nhiều người từ các trường đại học khác nhau của Mỹ, trong đó có một nhóm ở Đại học bang Louisiana (LSU), nơi tôi tham gia một năm sau đó để lấy bằng Tiến sĩ. Tôi đã nghiên cứu tác động của từ trường thiên hà lên sự lệch hướng của các tia vũ trụ năng lượng cực cao. Cố vấn của tôi đã James matthews, một trong những người tiên phong Đài quan sát tia vũ trụ Pierre Auger. Anh ấy luôn là người cố vấn tuyệt vời cho tôi và tôi rất vui vì chúng tôi vẫn giữ liên lạc.

Làm việc cộng tác có những ưu và nhược điểm. Ví dụ: trong hầu hết các hoạt động cộng tác, danh sách tác giả được viết theo thứ tự bảng chữ cái, vì vậy ngay cả khi bạn là người đóng góp chính, bạn sẽ không phải là tác giả đầu tiên trên bài báo. Điều này thường có nghĩa là khả năng hiển thị thấp hơn đối với các nhà vật lý cấp dưới. Nhưng đồng thời, bạn cũng xây dựng được một mạng lưới rất rộng lớn khi thường xuyên tham gia các cuộc họp cộng tác. Điều đó giúp tôi tìm được một vị trí postdoc tương đối dễ dàng. Tôi đã được thuê bởi Miguel Mostafa và Doug Cowen cho một nghiên cứu sinh sau tiến sĩ tại Đại học Bang Pennsylvania mà tôi đã tham gia vào năm 2014. Họ cùng với Derek Fox đã khiến thời gian của tôi tại Penn State thực sự hiệu quả. tôi nghĩ về  họ như những người cố vấn mãi mãi của tôi, những người có ảnh hưởng lớn đến sự nghiệp của tôi.

Ở đó, tôi đã trở thành một phần của Đài quan sát Neutrino IceCube và một dự án mang tên Mạng quan sát vật lý thiên văn đa sứ giả (AMON). Đây là một dự án xây dựng cơ sở hạ tầng mạng kết nối tất cả các đài quan sát vật lý thiên văn năng lượng cao trong một mạng duy nhất. Chúng tôi nhận được dữ liệu, tiến hành phân tích trong thời gian thực và nếu có tín hiệu chỉ ra một sự kiện hoặc nguồn vật lý thiên văn trên bầu trời, nó sẽ gửi cảnh báo đến các đài quan sát khác. Với hệ thống này, chúng tôi đã phát hiện ra bằng chứng đầu tiên về nguồn neutrino năng lượng cao vật lý thiên văn vào năm 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="Toả sang Azadeh Keivani và các cộng tác viên tại AMON, IceCube, Swift, Fermi và các đài quan sát khác đã phát hiện ra bằng chứng đầu tiên về nguồn neutrino vật lý thiên văn năng lượng cao vào năm 2017. Hình vẽ nghệ thuật này mô tả một blazar mạnh mẽ, nguồn gốc của neutrino IceCube IC170922. (Được phép: Cộng tác với IceCube/Google Earth: PGC/NASA Dữ liệu khảo sát địa chất Hoa Kỳ SIO,NOAA, Hải quân Hoa Kỳ, NGA, GEBCO Landsat/Copernicus)” title=”Nhấp để mở hình ảnh trong cửa sổ bật lên” href=”https://platoblockchain. com/wp-content/uploads/2024/02/from-cosmic-rays-to-cardiology-physical-world-1.jpg”>

Một trong những điều tuyệt vời nhất khi làm việc trong dự án AMON là cảm giác được sở hữu. Tôi đã làm việc chặt chẽ với một postdoc khác, Gordana Tešić, bây giờ là một người bạn tốt. Tôi cũng đã phát triển một số kỹ năng mềm cũng như các kỹ năng kỹ thuật như viết mã, xây dựng các gói và cơ sở dữ liệu Python, phân tích thống kê và mô hình học máy.

Các bước tiếp theo của bạn sau postdoc là gì?

Sau postdoc, tôi bắt đầu ứng tuyển vào các vị trí giảng viên. Vào thời điểm đó, chồng tôi đang ở New York và tôi thực sự muốn có một công việc ở đó, vì vậy cuối cùng tôi đã chọn khóa học ba năm có tên là Học bổng Biên giới Khoa học tại Đại học Columbia.

Chương trình này được thành lập bởi nhà thiên văn học và nhà giáo dục David Helfand, tuyển dụng những người có bằng Tiến sĩ có nền tảng STEM khác nhau - về vật lý, sinh học, hóa học, khoa học thần kinh và khoa học trái đất. Ý tưởng là để truyền đạt thói quen khoa học cho các học sinh mới thông qua các môn học khác nhau, vì vậy mỗi người trong chúng tôi phải dạy tất cả những chủ đề này. Chúng tôi đang dạy các kỹ năng khoa học khác nhau, chẳng hạn như cách đọc các bài báo và cách phân biệt khoa học với giả khoa học, cách hiểu các xu hướng trong biểu đồ và số liệu thống kê. Nó rất khó khăn và thú vị bởi vì, lần đầu tiên sau một thời gian dài, tôi phải học những khái niệm bên ngoài vật lý để có thể dạy chúng. Tôi cũng là nhà nghiên cứu được NASA tài trợ tại Phòng thí nghiệm Vật lý Thiên văn Columbia, sử dụng dữ liệu từ một số đài quan sát vật lý thiên văn năng lượng cao trong thiên văn học đa sứ giả; Tôi tập trung vào việc khai thác các kỹ thuật học máy.

Đồng thời, trong thời gian ở Columbia của tôi  công việc giảng dạy, giảng dạy trở nên rất thú vị đối với tôi và cả giáo dục nói chung nữa. Tôi bắt đầu nghĩ về cách tôi có thể giúp đỡ học sinh, đặc biệt là từ các cộng đồng chưa được phục vụ đầy đủ. Theo nhiều cách, hệ thống giáo dục của chúng ta vẫn còn khá truyền thống. Nhưng thế giới đang thay đổi, vì vậy sinh viên thực sự cần phát triển các kỹ năng kỹ thuật, kỹ thuật số và kinh doanh ngay từ sớm. Thông thường, sinh viên dân tộc thiểu số và những người có hoàn cảnh thu nhập thấp hơn không có đủ cơ hội hoặc người cố vấn để giúp họ lập kế hoạch học tập và nghề nghiệp. Tôi đã nghĩ đến điều này đặc biệt là trong những ngày đầu của đại dịch COVID-19, vì vậy tôi đã đồng sáng lập một tổ chức phi lợi nhuận về công nghệ giáo dục để trao quyền cho lực lượng lao động thế hệ tiếp theo, có tên là Học viện thời đại kỹ thuật số (DAA).

Chúng tôi tuyển dụng học sinh từ lớp 11 hoặc 12 (16–18 tuổi) bằng cách hợp tác với các trường trung học ở South Bronx ở New York. Chúng tôi đã phát triển một số chương trình phát triển lực lượng lao động và khởi nghiệp, đồng thời kết nối sinh viên với những người cố vấn. Họ cùng nhau xác định một số dự án giúp ích cho gia đình hoặc cộng đồng của họ và họ đã có một số ý tưởng tuyệt vời. Vào cuối năm 2020, chúng tôi đã tốt nghiệp nhóm DAA đầu tiên.  Hiện chúng tôi đang điều hành một số chương trình trong năm và có các đối tác là công ty và trường học.

Bây giờ bạn đã rời khỏi học viện và đang đảm nhiệm một vai trò trong ngành vẫn liên quan nhiều đến vật lý. Một số yếu tố mà bạn đã cân nhắc khi đưa ra lựa chọn nghề nghiệp này là gì?

Có một vài điều tôi đã nghĩ tới. Một là liệu tôi có muốn tiếp tục nghiên cứu chủ đề hẹp về vật lý thiên văn đa sứ giả hay khám phá các lĩnh vực nghiên cứu mới. Tôi đang suy nghĩ xem liệu mình muốn trở thành người có chuyên môn cao hay phát triển các kỹ năng mới và có góc nhìn đa chiều về thế giới nghề nghiệp. Điều đó trở nên hấp dẫn hơn đối với tôi, mặc dù tôi biết hầu hết mọi người đều muốn leo lên các bậc thang công ty hoặc học thuật.

Tôi cũng đang suy nghĩ về mức lương vì cuộc sống ở New York rất đắt đỏ. Đó không hẳn là điều quan trọng nhất, nhưng nó chắc chắn là một yếu tố. Rất nhiều bạn bè của tôi có bằng Tiến sĩ theo học ngành tài chính hoặc khoa học dữ liệu đã kiếm được mức lương gấp ba hoặc bốn lần mức lương của một postdoc.

Tôi cũng muốn ở lại New York, bởi vì, đối với một người nhập cư như tôi, đó là thành phố tuyệt vời nhất. Bạn cảm thấy mình thuộc về nơi này. Nhưng nếu tôi muốn trở thành giáo sư, tôi sẽ phải nộp đơn ở khắp mọi nơi trên nước Mỹ. Sự cân bằng giữa công việc và cuộc sống là một khía cạnh khác và tôi cũng tò mò muốn tìm hiểu về các nền văn hóa khác ngoài cộng đồng vật lý thiên văn hạt.

Vào cuối năm 2020, tôi quyết định rời Columbia và trong một năm, tôi chỉ tiếp tục làm việc trên DAA. Cuối năm 2021, tôi quyết định ứng tuyển vào các vị trí khoa học dữ liệu, nhưng vì đam mê khoa học nên tôi tập trung vào công nghệ sinh học và chăm sóc sức khỏe. Tôi đã kết thúc tại Trung tâm ung thư tưởng niệm Sloan Kettering (MSK) với tư cách là nhà khoa học dữ liệu cấp cao. Tôi là thành viên của một đội tên là “ươm tạo công nghệ”, bao gồm các chuyên gia khác nhau về thiết kế, sản phẩm, kỹ thuật và khoa học dữ liệu, những người đã làm việc cùng nhau để mang lại những công nghệ mới cho việc chăm sóc bệnh ung thư. Sau đó, vào đầu năm 2023, tôi bắt đầu vai trò hiện tại của mình tại Bệnh viện NewYork-Presbyterian.

Bây giờ một ngày bình thường của bạn như thế nào và một số kỹ năng chính bạn sử dụng trong công việc của mình là gì?

Nhóm của chúng tôi, bao gồm các nhà khoa học và kỹ sư tại NewYork-Presbyterian, hợp tác chặt chẽ với Khoa Tim mạch và Khoa Tin học Y sinh của Đại học Columbia. Tôi chủ yếu sử dụng dữ liệu siêu âm tim và xây dựng mô hình deep learning để phát hiện các bệnh tim mạch ở giai đoạn đầu. Chúng tôi tự động hóa toàn bộ quá trình đọc hình ảnh và clip siêu âm tim, đồng thời những mô hình này giúp các bác sĩ tim mạch đọc nhanh tiếng vang và chẩn đoán các bệnh như hẹp động mạch chủ.

Khi xây dựng các mô hình thống kê hoặc học máy để giải quyết vấn đề, bạn cần xác định rõ vấn đề và đưa ra câu hỏi cũng như giả thuyết rõ ràng.

Tôi sử dụng cả kiến ​​thức vật lý và các kỹ năng kỹ thuật mà tôi có được ở học viện. Khi xây dựng các mô hình thống kê hoặc học máy để giải quyết vấn đề, bạn cần xác định rõ vấn đề và đưa ra câu hỏi và giả thuyết rõ ràng, nền tảng vật lý của tôi sẽ giúp ích. Tôi cũng cần sử dụng kỹ năng máy tính của mình để xử lý trước và phân tích dữ liệu.

Sau khi có một tập dữ liệu tốt, tôi sử dụng phép toán đã học ở trường để tìm ra thuật toán tốt nhất để xây dựng mô hình. Tính hoài nghi là một điều khác mà tôi mượn từ việc là một nhà vật lý – ví dụ,  chúng ta cần thử nghiệm các mô hình trong các nghiên cứu lâm sàng, vì vậy điều rất quan trọng là đảm bảo chúng có kết quả tốt.

<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 trong tim mạch Azadeh Keivani hiện đang nghiên cứu xây dựng các mô hình học sâu bằng cách sử dụng dữ liệu siêu âm tim, chẳng hạn như bản quét được chụp ở đây, để phát hiện các bệnh tim mạch ở giai đoạn đầu. (Được phép: Shutterstock/PIJITRA PHOMKHAM)” title=”Nhấp để mở hình ảnh trong cửa sổ bật lên” href=”https://platoblockchain.com/wp-content/uploads/2024/02/from-cosmic-rays-to-cardiology- vật lý-thế giới-2.jpg”>

Ngoài ra, chúng tôi sử dụng nhiều khái niệm vật lý trong tim mạch và chăm sóc sức khỏe nói chung. Ví dụ, bạn cần sử dụng hiệu ứng Doppler khi gửi và nhận tín hiệu từ tim. Dựa vào vận tốc và tần số của tín hiệu, bạn có thể tính được vận tốc của máu.

Một ví dụ thú vị khác, khi tôi làm việc tại MSK, là khi tôi nhận thấy một đồng nghiệp cũ ở ngành vật lý thiên văn hạt đã đăng trực tuyến về các nhà nghiên cứu tại MSK, những người đã sử dụng hiệu ứng Cherenkov trong kỹ thuật hình ảnh của họ để phát hiện khối u. Tôi đã liên lạc với anh ấy và tất cả chúng tôi đã gọi điện cùng nhau. Điều đó rất thú vị vì anh ấy là nhà vật lý thiên văn hạt, còn hai người còn lại là nhà sinh vật học và bác sĩ ung thư, còn tôi ở giữa. Điều đó đã khơi dậy sự hợp tác giữa nhóm MSK của chúng tôi và nhóm khác tại MSK, vì tôi đã có một số ý tưởng về mô hình học máy cho dữ liệu của họ.

Năm 2023, bạn được trao giải thưởng của Hiệp hội Vật lý Hoa Kỳ (APS) Diễn đàn giảng dạy Vật lý Công nghiệp và Ứng dụng (FIAP). Bạn có thể kể cho tôi nghe một chút về công việc đó được không?

Sau khi bắt đầu sự nghiệp trong lĩnh vực chăm sóc sức khỏe, tôi bắt đầu nghĩ đến việc giảng bài cho các nghiên cứu sinh và nghiên cứu sinh sau tiến sĩ để kể cho họ nghe câu chuyện của mình. Tôi muốn nói về những trải nghiệm của mình trong và ngoài giới học thuật, chia sẻ những ưu và nhược điểm mà tôi đã cân nhắc khi rời đi và trao quyền cho mọi người suy nghĩ về con đường sự nghiệp độc đáo của riêng họ.

Tôi đã đến 4 trường đại học và diễn thuyết, và tôi hoàn toàn có thể nhìn thấy chính mình trong những sinh viên đáng yêu đó, thấy được những lo lắng và thử thách của chúng ta thường xuyên như thế nào. Tôi cũng muốn giúp đỡ những sinh viên quốc tế đang phải suy nghĩ về vấn đề thị thực trên con đường hướng tới việc có được một tình trạng ổn định hơn ở Mỹ.

Khi nhận được giải thưởng FIAP, tôi rất vui mừng vì giờ đây tôi có nhiều cơ hội hơn để đến các trường khác nhau và truyền cảm hứng cho học sinh có tư duy sáng tạo. Một phần của giải thưởng này là giảng dạy ở ít nhất ba học viện, trong đó có một trường học chưa được quan tâm đúng mức. Tôi đã được mời tới Cuộc họp tháng 3 của APS, nơi tôi sẽ nhận giải thưởng của mình và tôi cũng sẽ có bài phát biểu được mời nói về hành trình của mình cũng như lời khuyên của tôi về cơ hội nghề nghiệp cho các nhà vật lý.

Lời khuyên của bạn dành cho sinh viên bắt đầu ngày hôm nay là gì? Bây giờ bạn biết điều gì mà bạn ước mình đã biết khi bắt đầu sự nghiệp của mình?

Khi còn là sinh viên, tôi nhớ rằng hầu hết chúng tôi, những sinh viên tốt nghiệp ngành thiên văn học, chỉ tham dự các hội thảo về thiên văn học. Nếu bạn muốn làm việc về một chủ đề và trở nên thực sự giỏi về nó, thì bạn có thể muốn dành từng phút để tập trung vào chủ đề đó. Điều đáng báo trước là bạn trở nên quá tập trung đến mức có thể quên mất những hiểu biết và quan điểm mới. Việc nảy ra những ý tưởng mới không xảy ra một mình. Nó xảy ra khi bạn tiếp xúc với suy nghĩ, công việc và kinh nghiệm của người khác.

Không thể tham dự mọi buổi nói chuyện, nhưng nếu tôi là sinh viên lần nữa, tôi chắc chắn sẽ đi dự nhiều hội thảo hơn và khám phá các khoa khoa học khác trong khuôn viên trường. Đôi khi các diễn giả đưa ra những bài nói tổng quát hơn mà không nhất thiết phải mang tính kỹ thuật cao, vì vậy bạn có thể nắm bắt được một nửa bài nói về lĩnh vực khác và hiểu cách tiếp cận của họ. Bạn thậm chí có thể đi xem một buổi biểu diễn nghệ thuật và nảy ra ý tưởng mới về tác phẩm của riêng mình hoặc nhận ra rằng bạn quan tâm đến một lĩnh vực như tài chính hoặc ngành công nghiệp trò chơi. Vì vậy, hãy mở to mắt và có một tâm trí cởi mở.

Tôi nhớ vào cuối năm học cao học, tôi cảm thấy rất áp lực và lo lắng về việc tìm được một postdoc. Bạn phải nhớ rằng bạn đã phát triển được rất nhiều kỹ năng cũng như có nhiều kiến ​​thức và kinh nghiệm. Bạn sẽ luôn có thể tìm được việc làm, không chỉ tồn tại mà còn phát triển. Bạn chỉ cần tin vào chính mình và bạn có thể làm được những điều tuyệt vời. Bạn có thể là người khám phá điều gì đó mới mẻ hoặc tạo ra điều gì đó cho người khác. Vì vậy, đây là những khoảnh khắc quan trọng, then chốt trong cuộc đời. Mặc dù đáng sợ nhưng chúng có thể giúp bạn trở thành phiên bản tốt nhất của chính mình.

Cuối cùng, có những khoảnh khắc trong sự nghiệp của mỗi người và trong cuộc sống nói chung, bạn cảm thấy thất vọng và cảm thấy mình không thể thành công. Bạn có thể nghĩ rằng mình không thể tìm được việc làm hoặc bạn không giỏi ở một việc nào đó. Điều này rất bình thường và thực ra không phải là điều xấu. Điều đó có nghĩa là bạn đang xem lại các giá trị của mình và bạn có thể tận dụng cơ hội đó để tìm ra bước tiếp theo. Đừng nghĩ rằng đó là ngày tận thế. Đó là sự khởi đầu của một chương mới.

• Bài viết này được xuất bản lần đầu tiên Nghề nghiệp APS, một hướng dẫn được xuất bản bởi Thế giới vật lý thay mặt cho Hiệp hội Vật lý Hoa Kỳ. Bạn có thể đọc hướng dẫn đầy đủ trực tuyến

• Phân phối nội dung và PR được hỗ trợ bởi SEO. Được khuếch đại ngay hôm nay.
• PlatoData.Network Vertical Generative Ai. Trao quyền cho chính mình. Truy cập Tại đây.
• PlatoAiStream. Thông minh Web3. Kiến thức khuếch đại. Truy cập Tại đây.
• Trung tâmESG. Than đá, công nghệ sạch, Năng lượng, Môi trường Hệ mặt trời, Quản lý chất thải. Truy cập Tại đây.
• PlatoSức khỏe. Tình báo thử nghiệm lâm sàng và công nghệ sinh học. Truy cập Tại đây.
• nguồn: https://physicsworld.com/a/from-cosmic-rays-to-cardiology/