O fasca­nio de Cora Dvorkin pela matemática e pelo cosmos começou com seu pai, um amigo da fama­lia, e o famoso fa­sico tea³rico Stephen Hawking .

Atraa­da pela matemática desde tenra idade, Dvorkin se lembra de longas discussaµes com seu pai e seu amigo sobre conceitos matema¡ticos abstratos como a origem do infinito ou zero e tinha 10 anos quando entregou pela primeira vez Hawking "A Brief History of Time" Nãodemorou muito para que um jovem Dvorkin, crescendo em Buenos Aires, ficasse encantado com os tipos de conexões que Hawking estava fazendo.

“Percebi que poderia acessar o tipo de pergunta em que estava interessado com a ferramenta da matemática”, disse Dvorkin. “Eu me diverti quando minha mente saiu [em busca de grandes respostas] e então ela voltou, e percebi que estava fisicamente neste lugar, mas estava voando para outro.”

Essa sensação de descoberta e aventura passou a definir muito de seu trabalho como professora associada no Departamento de Fa­sica da FAS. La¡, o cosma³logo tea³rico usa algoritmos avana§ados e aprendizado de ma¡quina para analisar dados de satanãlites e telesca³pios de todo o mundo para estudar as origens e a composição do universo primitivo. O objetivo principal de seu laboratório étentar entender a natureza de uma das caracteri­sticas mais importantes e intrigantes do universo: a matéria escura.

“Usamos nossos computadores para simular o universo e fazer nossos ca¡lculos”, disse Dvorkin, que veio para Harvard em 2014 como bolsista do Instituto de Teoria e Computação do Center for Astrophysics | Harvard & Smithsonian. “Os dados que usamos são do fundo de microondas ca³smico, que éo brilho residual do Big Bang, ou dados do que éconhecido como a estrutura em grande escala do universo, como pesquisas de gala¡xias ou lentes gravitacionais, que éo luz vindo em nossa direção [de gala¡xias distantes] que édesviada [e distorcida] por causa de estruturas massivas ao longo do caminho. ”

Muitas dessas estruturas são conhecidas como matéria escura. Os cientistas acreditam que a matéria escura éa cola que mantanãm as gala¡xias unidas e a força organizadora que da¡ ao universo sua estrutura geral. Compreende cerca de 80 por cento de toda a massa.

Ter um vislumbre disso éextremamente difa­cil, no entanto. A matéria escura não emite, reflete ou absorve luz, tornando-a essencialmente invisível para os instrumentos atuais. Em vez disso, os pesquisadores inferem coisas sobre a matéria escura por meio do que sua poderosa gravidade permite: dobrar e focalizar a luz ao seu redor, um fena´meno chamado lente gravitacional.

Nos últimos anos, o laboratório de Dvorkin tem sido um lider na descoberta de novas abordagens para aprender sobre a matéria escura. Um estudo publicado no ano passado, por exemplo, envolveu o uso de um novo manãtodo de aprendizado de ma¡quina para detectar o que éconhecido como subhalos, ou pequenos aglomerados de matéria escura que vivem dentro de halos maiores de matéria escura que mantem uma gala¡xia unida. Os halos basicamente criam bolsaµes onde certas estrelas estãoconfinadas. Embora não possam ser vistos, esses subhalos podem ser rastreados analisando a distorção de luz do efeito de lente. O problema éque a análise costuma ser cara e pode levar semanas.

“Na maioria das vezes vocênão consegue nenhuma detecção, então o que tenho trabalhado com um aluno de graduação e agora com um pa³s-doutorado ése podemos automatizar um procedimento como a detecção direta, por exemplo, usando redes neurais convolucionais, tornando esse processo de detecção subhalos muito mais rápido ”, disse Dvorkin.

O laboratório mostrou que sua estratanãgia de usar o aprendizado de ma¡quina pode reduzir a análise a alguns segundos, em vez de algumas semanas usando manãtodos tradicionais.

Outra pesquisa de matéria escura envolve a observação do universo primitivo, que incluiu o uso de observações ca³smicas de fundo em microondas para estudar a estrutura da matéria escura e o pioneirismo em um manãtodo para investigar a forma de uma inflação de aspecto conhecida como "Rolagem lenta generalizada" Junto com colegas em Harvard, MIT e outras universidades, Dvorkin ajudou a lana§ar um novo instituto da National Science Foundation para inteligaªncia artificial, onde ela aplicara¡ alguns de seus manãtodos para detectar matéria escura.

Seu trabalho atual e passado chamou a atenção. Dvorkin recebeu o praªmio de Early Career do Departamento de Energia em 2019. Ela ganhou o praªmio de Cientista do Ano concedido pelos alunos estagia¡rios e professores da Fundação Harvard para Relações Interculturais e Raciais em 2018 por suas contribuições a  física, cosmologia e educação STEM. Dvorkin foi nomeada Radcliffe Institute Fellowship de 2018 a 2019. E em 2012, ela recebeu o Martin and Beate Block Award, um praªmio internacional concedido anualmente a um jovem fa­sico promissor pelo Aspen Center for Physics.

O professor de astronomia e física Douglas Finkbeiner se considera um dos fa£s de Dvorkin - não apenas porque seu trabalho estelar levou a uma bela caixa de trofanãus, mas também por causa de como ela defende seus colaboradores, especialmente futuros cientistas.

“Cora não éapenas uma construtora de teorias, mas também uma construtora de pessoas”, disse ele. “Foi uma alegria ver seus alunos [e pesquisadores associados] crescerem e se tornarem cientistas de primeira linha.”

O Grupo Dvorkin écomposto por 11 membros, incluindo sete alunos de graduação e um de graduação.

“Na³s temos um grupo realmente grande em comparação a qualquer outro grupo de pesquisa dos quais eu tenha feito parte”, disse Bryan Ostdiek, um dos três pa³s-doutorandos do laboratório. “Isso torna tudo muito animado” e colaborativo nos projetos, disse ele. Era especialmente evidente antes da pandemia, mas ainda acontece agora por meio de mensagens do Zoom e do Slack.

E éassim que Dvorkin gosta.

“Ainda me lembro da anãpoca em que era estudante de graduação”, disse Dvorkin. “Eu me beneficiei muito das discussaµes com meu orientador, mas também me beneficiei das discussaµes com outros membros do grupo. Tentei dar aos pa³s-doutorandos a oportunidade de trabalhar com os alunos porque em algum momento eles se inscrevera£o para empregos como professores ”.

Quando se trata de projetos, os membros do laboratório dizem que Dvorkin étão prática quanto eles precisam, mas que ela também lhes da¡ a liberdade de que precisam para avaliar os dados ou apresentar suas próprias ideias para pesquisa.

Ana Diaz Rivero, AM '18, um Ph.D. em física. candidata na Escola de Pa³s-Graduação em Artes e Ciências, diz que conseguiu obter experiência inicial na autoria de artigos cienta­ficos por meio de seu trabalho no laboratório, incluindo em jornais importantes como The Astrophysical Journal e Physical Review D. Ela também foi convidada a dar uma sanãrie de palestras, incluindo uma próxima no Instituto Max Planck de Astrofísica.

Rivero diz que trabalha com Dvorkin desde o ini­cio de sua experiência de graduação em Harvard em 2016.

“Fui aceito em Harvard e, no dia em que fui aceito, ela me enviou um e-mail dizendo parabanãns por entrar em Harvard e marcamos um hora¡rio para conversar”, disse Rivero. Os dois se conheceram na Universidade de Columbia em uma palestra que Dvorkin estava dando. “Quando vim visitar o Open House, falei com ela, gostei muito dela, contei-lhe as ideias que tinha e ela me apoiou muito trabalhando nelas em seu grupo. Então, no primeiro dia de Harvard, comecei um projeto de pesquisa com ela e escrevemos muitos artigos juntos desde então. ”

Um alcance como esse éimportante para Dvorkin, especialmente para aumentar a inclusão e a diversidade no campo. a‰ por isso que no passado ela deu palestras na Conferência de Ciência Albert Einstein anual da Harvard Foundation: Advancing Minorities and Women in Science, Technology, Engineering and Mathematics e porque, mais recentemente, ela esteve em contato com a Black National Society of Physicists.

“Estou muito preocupado com esses tópicos e estou tentando o meu melhor para fazer o que posso para combater esse problema”, disse Dvorkin.

Razaµes como essa são porque o membro mais jovem do laboratório do grupo diz que Dvorkin não serve apenas como uma excelente mentora, mas também como um modelo para mulheres cientistas como ela.

“Em geral, não hámuitas mulheres na física e, em particular, não hámuitas mulheres na física tea³rica, então eu realmente aprecio taª-la como mentora”, disse Maya Burhanpurkar '22, um estudante de graduação em Harvard estudando física e ciência da computação. “Isso me mostra o que épossí­vel como mulher no campo”.