Dodano: 13 czerwiec 2018r.

Twój smartfon może stać się częścią największego detektora cząstek w historii

Naukowcy z Instytutu Fizyki Jądrowej PAN przygotowali aplikację CREDO Detector, dzięki której każdy z nas, za pomocą swojego smartfona, może pomóc utworzyć największy detektor cząstek promieniowania kosmicznego, obejmujący całą planetę. Każdy z nas może pomóc odsłonić fundamentalne tajemnice Wszechświata!

 

Aplikacja została stworzona w ramach międzynarodowego projektu Cosmic-Ray Extremely Distributed Observatory (CREDO). Jej inicjatorami i koordynatorami są naukowcy z Instytutu Fizyki Jądrowej Polskiej Akademii Nauk w Krakowie (IFJ PAN). Badacze współpracują z kolegami z Politechniki Krakowskiej, którzy odpowiadają za nadzór, utrzymanie oraz rozbudowę aplikacji. Za gromadzenie i przetwarzanie danych napływających z całego świata, nie tylko ze smartfonów, odpowiada z kolei Akademickie Centrum Komputerowe CYFRONET Akademii Górniczo-Hutniczej w Krakowie. 

CREDO Detektor nie jest pierwszą tego typu aplikacją stworzoną do detekcji cząstek promieniowania kosmicznego czy radioaktywności lokalnej. Ale jako jedyna bazuje na otwartym, dostępnym dla każdego kodzie. CREDO Detector jest częścią globalnego przedsięwzięcia naukowego poświęconego badaniu praw przyrody na fundamentalnym poziomie.

„Czy za niektóre choroby odpowiadają zjawiska astrofizyczne zachodzące miliony, a nawet miliardy lat świetlnych od Ziemi? Czy ciemna materia rzeczywiście istnieje? Jaka jest prawdziwa natura naszej czasoprzestrzeni – ciągła czy cyfrowa? Czy egzotyczne efekty kwantowej grawitacji można badać eksperymentalnie? Zainstaluj aplikację CREDO Detector, stań się częścią największego w historii detektora cząstek i pomóż odsłonić fundamentalne tajemnice Wszechświata!” – zachęcają na swoich stronach internetowych naukowcy z IFJ PAN.

 

Badacze wyjaśniają, że nadlatująca z dalekiego kosmosu cząstka promieniowania o energii rzędu największych z obserwowanych we Wszechświecie, inicjuje ona w ziemskiej atmosferze spektakularne zjawisko: gigantyczną kaskadę cząstek wtórnych, nazywaną wielkim pękiem atmosferycznym. Jedna taka cząstka jest w stanie wytworzyć kaskadę, która może swoimi rozmiarami pokryć powierzchnię dużej aglomeracji.

Skąd pochodzą pierwotne cząstki o tak ekstremalnych energiach, setki milionów razy większych od osiąganych przez protony rozpędzane w akceleratorze LHC? Czy świadczą o rozpadach cząstek ciemnej materii? A może zwiastują zupełnie nową fizykę? Na te pytania współczesnej fizyki może pomóc odpowiedzieć właściwie każdy, kto posiada smartfona z aparatem fotograficznym i zainstaluje na nim aplikację CREDO Detecor. Program dostępny jest bezpłatnie. Na smartfony z systemem Android można pobrać go z oficjalnego sklepu Google Play czy konta IFJ PAN. 

- Naukowy kapitał ludzkiego entuzjazmu jest gigantyczny. Chcemy go choć w części wykorzystać do penetrowania obszarów fizycznej rzeczywistości do tej pory niedostępnych badaniom naukowym. A możemy to zrobić, ponieważ dziś niemal każdy nosi w kieszeni urządzenie zdolne rejestrować pojedyncze cząstki promieniowania kosmicznego. Żeby włączyć się w nasze badania, wystarczy więc jedynie chcieć – powiedział cytowany w komunikacie dostępnym na stronach IFJ PAN kierujący projektem CREDO dr hab. Piotr Homola.

Cząstki promieniowania kosmicznego może wykryć smartfon. Wystarczy zrobić zdjęcie przy zakrytym obiektywie. Zdjęcie powinno być całkiem czarne, ale gdy w czasie robienia zdjęcia przez detektor kamery przejdzie cząstka promieniowania kosmicznego bądź lokalnego, może pobudzić jego niektóre piksele. Na czarnym tle pojawią się wtedy jaśniejsze piksele. I takie „nieudane” zdjęcia są w kręgu zainteresowania aplikacji CREDO Detector.

Ślady cząstek promieniowania wykryte przez aplikację CREDO Detector. Fot. IFJ PAN / CREDO / użytkownik smph-kitkat

Po zainstalowaniu aplikacji trzeba zarejestrować się w systemie CREDO. Warto to zrobić podając prawdziwe dane kontaktowe, a to dlatego, że każdy, kto przyczynia się do zbierania danych, ma prawo do współautorstwa publikacji naukowych powstałych w oparciu o te dane. Nie inaczej jest w CREDO: użytkownik, który choć na chwilę uruchomi detekcję cząstek w CREDO Detector, ma prawo do członkostwa w międzynarodowej kolaboracji CREDO oraz do podpisywania jej publikacji swoim nazwiskiem.

Badacze z IFJ PAN zwracają uwagę, że ogromy potencją aplikacji kryje się w możliwości zaobserwowania korelacji czasowych i/lub przestrzennych między zdarzeniami rejestrowanymi przez różne, nawet odległe od siebie detektory, w tym smartfony. Jeśli aplikację CREDO Detector zainstalowałyby tysiące czy miliony użytkowników na całym świecie, CREDO stałby się największym w historii detektorem cząstek. Można wtedy liczyć, że takie korelacje udałoby się wychwycić, co dałoby nowe informacje nie tylko o zdarzeniach zachodzących z udziałem ekstremalnie energetycznych cząstek zwykłej materii, ale być może również o właściwościach cząstek ciemnej materii, naturze kwantowej grawitacji, a potencjalnie nawet o najgłębszej strukturze czasoprzestrzeni.

Homola przyznał, że gdyby CREDO Detector zyskał nawet umiarkowaną popularność,  to dane ze smartfonów rozproszonych na wszystkich kontynentach mają szansę zrewolucjonizować nie tylko fizykę teoretyczną, ale także dziedziny znacznie bliższe naszej codzienności.

- Stworzyliśmy CREDO z myślą o naukowej potrzebie zorganizowania globalnej infrastruktury, za której pomocą będzie można realizować nie jeden, lecz wiele wyspecjalizowanych eksperymentów. Pierwszy z nich, Quantum Gravity Previewer – czyli Podglądacz Kwantowej Grawitacji – został uruchomiony 17 maja. Spodziewamy się, że już jesienią tego roku zbierzemy ilość danych wystarczającą do przedstawienia pierwszych poważnych raportów naukowych. Na tym właśnie polega prawdziwe piękno naszego projektu: badamy tak egzotyczne obszary naszej rzeczywistości, że możemy się spodziewać nawet... niespodziewanego – podkreślił w komunikacie Homola.

 

Źródło i fot.: IFJ PAN