من الأشعة الكونية إلى أمراض القلب – عالم الفيزياء

<a data-fancybox data-src="https://platoaistream.com/wp-content/uploads/2024/01/from-cosmic-rays-to-cardiology-physics-world.jpg" data-caption="إنجاز متعدد التخصصات حولت أزاده كيفاني أنظارها من الفيزياء الفلكية إلى علوم البيانات في مجال الرعاية الصحية، بينما أسست أيضًا منظمة تعليمية غير ربحية. (بإذن من: أشكان بلوشي)” title=”انقر لفتح الصورة في النافذة المنبثقة” href=”https://platoaistream.com/wp-content/uploads/2024/01/from-cosmic-rays-to-cardiology-physics- العالم.jpg”>

عالم فيزياء فلكية تحول إلى عالم بيانات أزاده كيفاني كان لديه رحلة مهنية غير عادية. منذ اهتمامها المبكر بعلم الفلك عندما كانت طالبة في المدرسة الثانوية في إيران، انتقلت إلى الولايات المتحدة لإكمال درجة الدكتوراه وما بعد الدكتوراه في الأشعة الكونية والفيزياء الفلكية للجسيمات، وتعمل الآن على تطوير تقنيات التعلم الآلي في مجالات الرعاية الصحية والتعليم والأعمال. كيفاني متحمسة أيضًا لمشاركة رحلتها مع الطلاب الحاليين.

اليوم تعمل في مستشفى NewYork-Presbyterianوتطوير نماذج الذكاء الاصطناعي لأمراض القلب. في عام 2023 حصل كيفاني على الجمعية الفيزيائية الأمريكية (APS) جائزة المحاضرة المهنية لمنتدى الفيزياء الصناعية والتطبيقية (FIAP).. تتحدث عن أهمية أن تكون منفتحًا، وقيمة التعاون متعدد التخصصات، ومشاركتها في المبادرات التعليمية، واتخاذ قرار بشأن البقاء في الأوساط الأكاديمية.

ما أثار اهتمامك الأولي في العلوم والفيزياء بشكل خاص؟

عندما كنت في المدرسة الإعدادية، حضرت حدثًا لمشاهدة النجوم للمرة الأولى، وكان ذلك رائعًا جدًا بالنسبة لي. لم يكن النظر إلى السماء فحسب، بل كان أيضًا ملهمًا أن تكون محاطًا بأشخاص رائعين. بعد ذلك، قمت بالتسجيل في مجلة فلكية كانت تعقد فعاليات منتظمة، بما في ذلك ليالي مراقبة النجوم وورش عمل علم الفلك في طهران، حيث ذهبت إلى المدرسة. اعتقدت أن الفيزياء هي أقرب ما يمكنني متابعته إلى علم الفلك.

لاحقًا في المدرسة الثانوية، أصبحت مهتمًا جدًا بالفيزياء نفسها، وحل مشكلات الفيزياء، بالإضافة إلى قراءة الكتب المدرسية على مستوى المرحلة الجامعية وحتى الدراسات العليا. لم أفهم الكثير وكانت الرياضيات صعبة، كنت متحمسًا فقط لرؤية ما تتحدث عنه الكتب.

في ذلك الوقت في إيران، كان لدينا امتحان دخول جامعي لكل شخص في البلاد، وكانوا يصنفون الأشخاص بناءً على اهتماماتهم ودرجاتهم في الامتحان. انتهى بي الأمر بالموضوع والجامعة التي أردتها، وهي الفيزياء جامعة شريف للتكنولوجيا في طهران.

ما الذي دفعك للحصول على درجة الدكتوراه في الفيزياء الفلكية؟ وكيف كان الأمر عندما تكون جزءًا من تعاون كبير؟

عندما كنت في جامعة شريف، بدأت العمل مع مجموعة فيزياء الأشعة الكونية، وقررت الاستمرار في هذا المجال في الدراسات العليا. في عام 2007، عندما كنت في السنة الثالثة بالجامعة، التحقت بالجامعة المؤتمر الدولي للأشعة الكونية (اللجنة الدولية للصليب الأحمر) في المكسيك. لقد كانت تلك تجربة رائعة لأنني تعرفت على الكثير من الأشخاص من جامعات أمريكية مختلفة، بما في ذلك مجموعة في جامعة ولاية لويزيانا (LSU)، والتي انضممت إليها بعد عام للحصول على درجة الدكتوراه. لقد عملت على تأثيرات المجالات المغناطيسية المجرية على انحرافات الأشعة الكونية ذات الطاقة الفائقة. كان مستشاري جيمس ماثيوز، أحد رواد مرصد بيير أوجيه للأشعة الكونية. لقد كان دائمًا مرشدًا عظيمًا لي وأنا سعيد جدًا لأننا مازلنا على اتصال.

العمل في تعاون له إيجابياته وسلبياته. على سبيل المثال، في معظم عمليات التعاون، تتم كتابة قوائم المؤلفين حسب الترتيب الأبجدي، لذلك حتى لو كنت المساهم الرئيسي، فلن تكون المؤلف الأول في الورقة. وهذا يعني عادة انخفاض الرؤية بالنسبة للفيزيائيين المبتدئين. لكن في الوقت نفسه، يمكنك بناء شبكة كبيرة جدًا عندما تذهب إلى اجتماعات التعاون بانتظام. وهذا جعل من السهل نسبيًا بالنسبة لي العثور على وظيفة ما بعد الدكتوراه. لقد تم تعييني من قبل ميغيل مصطفى و دوغ كوين للحصول على درجة ما بعد الدكتوراه في جامعة ولاية بنسلفانيا، التي انضممت إليها في عام 2014. لقد جعلوا، جنبًا إلى جنب مع ديريك فوكس، وقتي في ولاية بنسلفانيا مثمرًا حقًا. أفكر في  لقد كانوا بمثابة الموجهين لي إلى الأبد، والذين كان لهم تأثير كبير على مسيرتي المهنية.

وهناك، أصبحت جزءًا من مرصد آيس كيوب نيوترينو ومشروع يسمى شبكة مرصد الفيزياء الفلكية المتعددة الرسل (AMON). كان هذا مشروعًا لبناء بنية تحتية إلكترونية تربط جميع مراصد الفيزياء الفلكية عالية الطاقة في شبكة واحدة. لقد حصلنا على البيانات، وقمنا بالتحليل في الوقت الفعلي، وإذا كانت هناك إشارة تشير إلى حدث فيزيائي فلكي أو مصدر في السماء، فإنها سترسل تنبيهات إلى المراصد الأخرى. وبهذا النظام اكتشفنا أول دليل على وجود مصدر نيوترينو عالي الطاقة فيزياء فلكية في عام 2017.

<a data-fancybox data-src="https://platoaistream.com/wp-content/uploads/2024/01/from-cosmic-rays-to-cardiology-physics-world-1.jpg" data-caption="اشراقه لامعه اكتشف أزاده كيفاني والمتعاونون في AMON وIceCube وSwift وFermi ومراصد أخرى أول دليل على وجود مصدر نيوترينو عالي الطاقة في الفيزياء الفلكية في عام 2017. يصور هذا العرض الفني متوهجًا قويًا، وهو أصل IceCube neutrino IC170922. (بإذن من: IceCube Collaboration/Google Earth: PGC/NASA US Geological Survy Data SIO,NOAA, US Navy, NGA, GEBCO Landsat/Copernicus)” title=”انقر لفتح الصورة في النافذة المنبثقة” href=”https://platoaistream. com/wp-content/uploads/2024/01/from-cosmic-rays-to-cardiology-physics-world-1.jpg”>

أحد أفضل الأشياء في العمل في مشروع AMON هو الشعور بالملكية. لقد عملت بشكل وثيق مع باحث آخر في مرحلة ما بعد الدكتوراه، جوردانا تيشيتش، وهو صديق جيد الآن. لقد قمت أيضًا بتطوير العديد من المهارات الشخصية بالإضافة إلى المهارات التقنية مثل البرمجة وبناء حزم وقواعد بيانات بايثون والتحليل الإحصائي ونمذجة التعلم الآلي.

ما هي الخطوات التالية بالنسبة لك بعد حصولك على درجة ما بعد الدكتوراه؟

بعد حصولي على درجة ما بعد الدكتوراه، بدأت التقدم لشغل وظائف أعضاء هيئة التدريس. في ذلك الوقت، كان زوجي في نيويورك، وكنت أرغب حقًا في الحصول على وظيفة هناك، لذلك انتهى بي الأمر باختيار دورة محاضرات مدتها ثلاث سنوات تسمى حدود زمالة العلوم في جامعة كولومبيا.

هذا البرنامج أسسه عالم فلك ومعلم ديفيد هيلفاندتقوم بتوظيف الأشخاص الحاصلين على درجة الدكتوراه من خلفيات مختلفة في مجال العلوم والتكنولوجيا والهندسة والرياضيات - عبر الفيزياء والأحياء والكيمياء وعلم الأعصاب وعلوم الأرض. الفكرة هي غرس العادات العلمية للعقل لدى الطلاب الجدد من خلال تخصصات مختلفة، فكان على كل واحد منا أن يقوم بتدريس كل هذه المواضيع. كنا نعلم مهارات علمية مختلفة، مثل كيفية قراءة المقالات وكيفية التمييز بين العلم والعلوم الزائفة، وكيفية فهم الاتجاهات في المؤامرات والإحصائيات. لقد كان الأمر صعبًا ومثيرًا للاهتمام للغاية، لأنه لأول مرة منذ فترة طويلة، كان علي أن أتعلم مفاهيم خارج نطاق الفيزياء، حتى أتمكن من تدريسها. كنت أيضًا باحثًا ممولًا من وكالة ناسا في مختبر كولومبيا للفيزياء الفلكيةباستخدام بيانات من عدة مراصد فيزيائية فلكية عالية الطاقة في علم الفلك متعدد الرسل؛ ركزت على استغلال تقنيات التعلم الآلي.

وفي الوقت نفسه، خلال كولومبيا  أصبح التدريس أمرًا مثيرًا للاهتمام بالنسبة لي، وكذلك التعليم بشكل عام. بدأت أفكر في كيفية مساعدة الطلاب، وخاصة من المجتمعات المحرومة. في كثير من النواحي، لا تزال أنظمتنا التعليمية تقليدية تمامًا. لكن العالم يتغير، لذلك يحتاج الطلاب حقًا إلى تطوير مهاراتهم التقنية والرقمية وريادة الأعمال منذ وقت مبكر. في كثير من الأحيان، لا يتمتع طلاب الأقليات وأولئك الذين ينتمون إلى خلفيات منخفضة الدخل بفرص كافية أو مرشدين متاحين لهم، للمساعدة في التخطيط لتعليمهم وحياتهم المهنية. كان هذا في ذهني خاصة خلال الأيام الأولى لجائحة كوفيد-19، ولذا شاركت في تأسيس منظمة غير ربحية متخصصة في مجال تكنولوجيا التعليم لتمكين القوى العاملة من الأجيال القادمة، تسمى أكاديمية العصر الرقمي (دا).

قمنا بتوظيف طلاب من الصف الحادي عشر أو الثاني عشر (الذين تتراوح أعمارهم بين 11 و12 عامًا) من خلال الشراكة مع المدارس الثانوية في جنوب برونكس في نيويورك. وقمنا بتطوير بعض برامج تطوير القوى العاملة وريادة الأعمال، وقمنا بربط الطلاب بالموجهين. وقد حددوا معًا بعض المشاريع التي ساعدت أسرهم أو مجتمعهم، وكان لديهم بعض الأفكار الرائعة. في نهاية عام 16 قمنا بتخريج أول فوج من DAA.  نحن الآن ندير عددًا من البرامج على مدار العام، ولدينا شركاء من الشركات والمدارس.

لقد انتقلت الآن من الأوساط الأكاديمية وتتولى دورًا صناعيًا لا يزال منخرطًا بشكل كبير في الفيزياء. ما هي بعض العوامل التي أخذتها في الاعتبار عند اتخاذ هذا الاختيار الوظيفي؟

كانت هناك بعض الأشياء التي فكرت فيها. كان أحدهما هو ما إذا كنت أرغب في مواصلة العمل على الموضوع الضيق المتمثل في الفيزياء الفلكية المتعددة المراسلات، أو استكشاف مجالات بحث جديدة. كنت أفكر فيما إذا كنت أرغب في أن أصبح متخصصًا للغاية، أو أن أطور مهارات جديدة وأن يكون لدي منظور متعدد الأبعاد للعالم المهني. أصبح ذلك أكثر جاذبية بالنسبة لي، على الرغم من أنني أعرف أن معظم الناس يريدون تسلق السلم الوظيفي أو الأكاديمي.

كنت أفكر أيضًا في الراتب لأن العيش في نيويورك مكلف للغاية. ليس بالضرورة أن يكون هذا هو الشيء الأكثر أهمية، لكنه كان بالتأكيد عاملاً. كان الكثير من أصدقائي الحاصلين على درجة الدكتوراه والذين ذهبوا إلى التمويل أو علوم البيانات يكسبون ثلاثة أو أربعة أضعاف راتب ما بعد الدكتوراه.

وأردت أيضًا البقاء في نيويورك، لأنها أفضل مدينة بالنسبة لمهاجر مثلي. تشعر أنك تنتمي إلى هنا. ولكن إذا أردت أن أصبح أستاذاً، يجب أن أتقدم بطلب في كل مكان في الولايات المتحدة. كان التوازن بين العمل والحياة جانبًا آخر، وكنت مهتمًا أيضًا بالتعرف على الثقافات الأخرى خارج مجتمع الفيزياء الفلكية الجزيئية.

في نهاية عام 2020، قررت مغادرة كولومبيا، وواصلت العمل في DAA فقط لمدة عام واحد. في نهاية عام 2021، قررت التقدم لوظائف علوم البيانات، ولكن بنكهة علمية، لذلك ركزت على التكنولوجيا الحيوية والرعاية الصحية. انتهى بي الأمر في مركز ميموريال سلون كيترينج للسرطان (MSK) كعالم بيانات كبير. لقد كنت جزءًا من فريق يسمى "حضانة التكنولوجيا"، والذي ضم خبراء مختلفين في التصميم والمنتجات والهندسة وعلوم البيانات، الذين عملوا معًا على جلب تقنيات جديدة لرعاية مرضى السرطان. ثم، في بداية عام 2023، بدأت دوري الحالي في مستشفى نيويورك المشيخي.

ما هو يومك المعتاد الآن، وما هي بعض المهارات الأساسية التي تستخدمها في عملك؟

يعمل فريقنا، بما في ذلك العلماء والمهندسين في NewYork-Presbyterian، بشكل وثيق مع قسم أمراض القلب وقسم المعلوماتية الطبية الحيوية بجامعة كولومبيا. أستخدم بشكل أساسي بيانات تخطيط صدى القلب وأقوم ببناء نماذج التعلم العميق للكشف عن أمراض القلب والأوعية الدموية في مراحل مبكرة. نحن نقوم بأتمتة العملية الكاملة لقراءة صور ومقاطع تخطيط صدى القلب، وتساعد هذه النماذج أطباء القلب على قراءة صدى القلب بسرعة وتشخيص أمراض مثل تضيق الأبهر.

عندما تقوم ببناء التعلم الآلي أو نماذج إحصائية لحل المشكلات، فإنك تحتاج إلى تحديد المشكلة جيدًا والتوصل إلى سؤال وفرضية واضحة

أستخدم معرفتي الفيزيائية والمهارات التقنية التي اكتسبتها في الأوساط الأكاديمية. عندما تقوم ببناء نماذج للتعلم الآلي أو نماذج إحصائية لحل المشكلات، فأنت بحاجة إلى تحديد المشكلة جيدًا، والتوصل إلى سؤال وفرضية واضحة، وهو ما تساعدني خلفيتي الفيزيائية في حله. أحتاج أيضًا إلى استخدام مهاراتي في الكمبيوتر للمعالجة المسبقة للبيانات وتحليلها.

بعد أن أحصل على مجموعة بيانات جيدة، أستخدم الرياضيات التي تعلمتها في مدرسة الدراسات العليا للعثور على أفضل خوارزمية لبناء النموذج. أن تكون متشككا هو شيء آخر اقترضته من كوني فيزيائيا - على سبيل المثال،  نحن بحاجة إلى اختبار النماذج في الدراسات السريرية، لذلك من المهم جدًا التأكد من حصولها على نتائج جيدة.

<a data-fancybox data-src="https://platoaistream.com/wp-content/uploads/2024/01/from-cosmic-rays-to-cardiology-physics-world-2.jpg" data-caption="الذكاء الاصطناعي في أمراض القلب يعمل أزاده كيفاني الآن على بناء نماذج التعلم العميق باستخدام بيانات تخطيط صدى القلب، مثل الفحص المصور هنا، للكشف عن أمراض القلب والأوعية الدموية في مراحل مبكرة. (Courtesy: Shutterstock/PIJITRA PHOMKHAM)” title=”انقر لفتح الصورة في النافذة المنبثقة” href=”https://platoaistream.com/wp-content/uploads/2024/01/from-cosmic-rays-to-cardiology- فيزياء-العالم-2.jpg”>

كما أننا نستخدم العديد من المفاهيم الفيزيائية في أمراض القلب والرعاية الصحية بشكل عام. على سبيل المثال، تحتاج إلى استخدام تأثير دوبلر عند إرسال واستقبال الإشارات من القلب. استنادا إلى سرعة وتكرار الإشارة، يمكنك حساب سرعة الدم.

مثال آخر مثير للاهتمام، عندما كنت أعمل في MSK، كان عندما لاحظت أن زميلًا سابقًا من الفيزياء الفلكية الجزيئية قد نشر على الإنترنت عن الباحثين في MSK الذين استخدموا تأثير شيرينكوف في تقنية التصوير الخاصة بهم للكشف عن الأورام. لقد اتصلت به وتلقينا جميعًا مكالمة معًا. كان الأمر مثيرًا للاهتمام للغاية لأنه عالم فيزياء فلكية للجسيمات، وكان الشخصان الآخران عالم أحياء وعالم أورام، وكنت بينهما. وقد أشعل ذلك شرارة التعاون بين فريقنا في MSK والفريق الآخر في MSK، لأنه كان لدي بعض الأفكار لنموذج التعلم الآلي لبياناتهم.

في عام 2023، حصلت على جائزة الجمعية الفيزيائية الأمريكية (APS) منتدى محاضرات الفيزياء الصناعية والتطبيقية (FIAP).. هل يمكن أن تخبرني قليلاً عن هذا العمل؟

بعد أن بدأت مسيرتي المهنية في مجال الرعاية الصحية، بدأت أفكر في إلقاء محاضرات لطلاب الدراسات العليا وطلاب ما بعد الدكتوراه لأخبرهم بقصتي. أردت أن أتحدث عن تجاربي داخل الأوساط الأكاديمية وخارجها، وأن أشارك الإيجابيات والسلبيات التي أخذتها في الاعتبار عند مغادرتي، وتمكين الأشخاص من التفكير في مسارهم المهني الفريد.

ذهبت إلى أربع جامعات وألقيت محاضرات، وتمكنت من رؤية نفسي تمامًا في هؤلاء الطلاب الرائعين، ورأيت مدى شيوع همومنا وتحدياتنا. وأردت أيضًا مساعدة الطلاب الدوليين الذين يتعين عليهم التفكير في تأشيرات الدخول على الطريق نحو الحصول على وضع أكثر استقرارًا في الولايات المتحدة.

عندما حصلت على جائزة FIAP، كنت متحمسًا جدًا لأنه لدي الآن المزيد من الفرص للذهاب إلى مدارس مختلفة وإلهام الطلاب للتفكير خارج الصندوق. جزء من هذه الجائزة هو إلقاء محاضرات في ثلاثة معاهد على الأقل، بما في ذلك مدرسة تعاني من نقص الخدمات. لقد تمت دعوتي إلى اجتماع آذار / مارس APSحيث سأتسلم جائزتي، وسأقدم أيضًا محاضرة مدعوة حول رحلتي ونصيحتي بشأن الفرص الوظيفية للفيزيائيين.

ما هي نصيحتك للطلاب الذين يبدأون الدراسة اليوم؟ ما الذي تعرفه الآن والذي كنت تتمنى لو عرفته عندما بدأت مسيرتك المهنية؟

عندما كنت طالبًا، أتذكر أن معظمنا، نحن طلاب الدراسات العليا في علم الفلك، حضرنا فقط ندوات علم الفلك. إذا كنت ترغب في العمل على موضوع واحد وتصبح جيدًا فيه، فقد ترغب في استخدام كل دقيقة في التركيز على هذا الموضوع. التحذير هو أنك تصبح شديد التركيز لدرجة أنك قد تنسى الأفكار ووجهات النظر الجديدة. الخروج بأفكار جديدة لا يحدث في العزلة. يحدث ذلك عندما تتعرض لأفكار الآخرين وعملهم وخبراتهم.

ليس من الممكن حضور كل محاضرة، ولكن إذا كنت طالبًا مرة أخرى، فسوف أذهب بالتأكيد إلى المزيد من الندوات واستكشف أقسام العلوم الأخرى في الحرم الجامعي. في بعض الأحيان، يقدم المتحدثون المزيد من الأحاديث العامة التي ليست بالضرورة تقنية للغاية، لذلك قد تفهم نصف الحديث عن مجال آخر وتفهم منهجهم. قد تذهب أيضًا إلى عرض فني وتولد فكرة جديدة عن عملك الخاص، أو تدرك أنك مهتم بمجال مثل التمويل أو صناعة الألعاب. لذا أبقوا أعينكم مفتوحة وتمتعوا بعقل متفتح.

أتذكر أنني شعرت بضغط كبير في نهاية دراستي العليا وكنت قلقًا بشأن العثور على باحث ما بعد الدكتوراه. عليك أن تتذكر أنك طورت الكثير من المهارات ولديك الكثير من المعرفة والخبرة. ستتمكن دائمًا من العثور على وظيفة، ولن تتمكن من البقاء على قيد الحياة فحسب، بل ستزدهر أيضًا. كل ما عليك فعله هو أن تؤمن بنفسك ويمكنك القيام بأشياء مذهلة. يمكنك أن تكون الشخص الذي يكتشف شيئًا جديدًا أو يخلق شيئًا لأشخاص آخرين. إذن فهذه لحظات حاسمة ومحورية في الحياة. على الرغم من أنها مخيفة، إلا أنها يمكن أن تقودك إلى أن تصبح أفضل نسخة من نفسك.

أخيرًا، هناك لحظات في الحياة المهنية لأي شخص، وفي الحياة بشكل عام، تشعر فيها بخيبة الأمل وتشعر أنك لا تستطيع النجاح. قد تعتقد أنك لا تستطيع العثور على وظيفة أو أنك لا تجيد شيئًا واحدًا. وهذا أمر طبيعي جدًا وهو في الواقع ليس أمرًا سيئًا. هذا يعني أنك تعيد النظر في قيمك، ويمكنك استغلال هذه الفرصة للعثور على خطوتك التالية. لا تظن أنها نهاية العالم. إنها بداية فصل جديد.

• تم نشر هذه المقالة لأول مرة في وظائف وكالة الأنباء الجزائرية، دليل نشرته عالم الفيزياء نيابة عن الجمعية الفيزيائية الأمريكية. يمكنك قراءة الدليل الكامل على الانترنت

• محتوى مدعوم من تحسين محركات البحث وتوزيع العلاقات العامة. تضخيم اليوم.
• PlatoData.Network Vertical Generative Ai. تمكين نفسك. الوصول هنا.
• أفلاطونايستريم. ذكاء Web3. تضخيم المعرفة. الوصول هنا.
• أفلاطون كربون، كلينتك ، الطاقة، بيئة، شمسي، إدارة المخلفات. الوصول هنا.
• أفلاطون هيلث. التكنولوجيا الحيوية وذكاء التجارب السريرية. الوصول هنا.
• المصدر https://physicsworld.com/a/from-cosmic-rays-to-cardiology/