Zostań łowcą cząstek promieniowania kosmicznego!

 

CREDO – planetarny detektor cząstek promieniowania kosmicznego (Cosmic-Ray Extremely Distributed Observatory) – umożliwia każdemu właścicielowi smartfona z aparatem fotograficznym włączenie się w międzynarodowy projekt i zostanie badaczem odkrywającym największe zagadki wszechświata. W przedsięwzięciu, próbującym weryfikować hipotezy dotyczące kwantowej struktury czasoprzestrzeni czy potencjalnych związków między promieniowaniem kosmicznym a trzęsieniami ziemi bądź zachorowalnością na raka bierze udział m.in. Instytut Fizyki Jądrowej Polskiej Akademii Nauk, Politechnika Krakowska, Akademia Górniczo-Hutnicza, Akademickie Centrum Komputerowe CYFRONET.

 

– Tym, co decyduje o unikatowości CREDO, jest łączenie danych pochodzących z bardzo wielu różnych detektorów rejestrujących cząstki związane z promieniowaniem kosmicznym. Mowa tu zarówno o detektorach w pełni profesjonalnych, budowanych i zarządzanych przez duże ośrodki lub konsorcja naukowe i nierzadko kosztujących krocie, jak i tych tanich, mniej wyrafinowanych, za to znacznie powszechniejszych, jak matryce CMOS w aparatach fotograficznych smartfonów – mówi koordynator projektu, dr hab. Piotr Homola, prof. IFJ PAN. Wystarczy na smartfonie wyposażonym w aparat fotograficzny zainstalować CREDO Detector, aplikację przygotowaną w ramach projektu Cosmic-Ray Extremely Distributed Observatory, zainicjowanego w 2016 r. i koordynowanego przez zespół naukowców z Instytutu Fizyki Jądrowej PAN w Krakowie. Aplikację opracowali zaangażowani w projekt CREDO pracownicy i studenci z Politechniki Krakowskiej. Za gromadzenie i przetwarzanie danych napływających z całego świata, nie tylko ze smartfonów, odpowiada Akademickie Centrum Komputerowe CYFRONET Akademii Górniczo-Hutniczej w Krakowie. Na mocy podpisanych porozumień, w budowie ogólnoplanetarnego detektora cząstek promieniowania kosmicznego CREDO uczestniczy obecnie już 25 instytucji z 12 krajów na pięciu kontynentach: dziewięć z Polski, trzy ze Stanów Zjednoczonych, po dwa z Australii, Czech i Ukrainy oraz po jednym z Gruzji, Meksyku, Nepalu, Rosji, Słowacji, Urugwaju i Węgier.

 

– Wyjątkowość aplikacji polega na tym, że działa na zwykłym smartfonie i zamienia go w specjalistyczne narzędzie badawcze – wyjaśnia prof. dr hab. Zbisław Tabor z PK. – Jest to możliwe dzięki nowemu wykorzystaniu funkcji smartfona. Jego matryca światłoczuła, której używamy na co dzień do robienia zdjęć, jest również czuła na cząstki promieniowania kosmicznego. Nasz smartfon może więc wysyłać zdjęcia cząstek do bazy danych eksperymentu CREDO na tej samej zasadzie na jakiej wysyła nasze selfie do portalu społecznościowego Facebook. Z kolei moduł GPS smartfona może być użyty równie dobrze do lokalizacji cząstki jak i do znalezienia kawiarni, w której umówiliśmy się ze znajomymi. Naukowcy i studenci PK umiejętnie wykorzystali funkcje oferowane przez smartfony do stworzenia wyjątkowego narzędzia badawczego – mówi prof. Tabor.

 

Jak to działa?

 

Bezpłatną aplikację CREDO Detector na smartfony z systemem Android można pobrać z oficjalnego sklepu Google Play, z konta IFJ PAN. Po zainstalowaniu należy zarejestrować się w systemie CREDO. Warto to zrobić podając prawdziwe dane kontaktowe. W badaniach naukowych przyjmuje się bowiem, 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.

 

CREDO Detector korzysta z detektora obrazu w aparacie fotograficznym smartfona. Jeśli aparat ma zasłonięty obiektyw, zarejestrowane zdjęcia powinny się składać z samych czarnych pikseli. Gdy ten warunek jest spełniony, CREDO Detector przystępuje do pracy. Jeśli przez detektor w smartfonie przejdzie cząstka wtórnego promieniowania kosmicznego, ewentualnie cząstka promieniowania lokalnego, pobudzi jego niektóre piksele. Na jednorodnie czarnym tle powinno się wtedy pojawić od kilku do kilkudziesięciu jaśniejszych pikseli, zlepionych w grupkę o mniej lub bardziej fantazyjnych kształtach, czasem bardziej kolistych, czasem rozciągniętych w linie. W ciągu doby można się spodziewać od jednej do nawet kilkuset detekcji. 

 

Aplikacja CREDO Detector rejestruje obrazy wyłącznie wtedy, gdy obiektyw kamery jest przesłonięty, zatem z natury gwarantuje zachowanie prywatności użytkowników. Co więcej, to właściciel smartfona decyduje, kiedy aplikacja może monitorować kamerę. Wpływ CREDO na żywotność baterii smartfona można ograniczyć do minimum. W ustawieniach wystarczy włączyć opcję uruchamiania detektora tylko wtedy, gdy smartfon jest podłączony do ładowarki, co najczęściej ma miejsce w nocy. Istnieje też możliwość zabezpieczenia się przed nadmiernym eksploatowaniem połączenia internetowego. Służy temu opcja wymuszająca transfer danych do serwera eksperymentu wyłącznie wtedy, gdy smartfon jest podłączony do Internetu przez sieć bezprzewodową.

 

Efekty badań w ramach projektu CREDO

 

Jednym z tematów badawczych projektu CREDO jest wpływ promieniowania kosmicznego na ludzkie zdrowie. Wprawdzie średniego natężenia wtórnego promieniowania kosmicznego nie uważa się za szkodliwe (jest ono kilkukrotnie mniejsze od natężenia naturalnej radioaktywności środowiska), jednakże do tej pory nie badano wpływu na ludzkie zdrowie wielkich pęków atmosferycznych, tj. kaskad cząstek wtórnych inicjowanych przez promienie kosmiczne o bardzo dużych energiach. W ramach projektu CREDO będą prowadzone takie pionierskie badania, wykraczające poza dotychczasowe ramy zarówno w zakresie fizyki samego promieniowania kosmicznego, jak i wiedzy o możliwej odpowiedzi biologicznej ludzkiego organizmu na to promieniowanie. Badania te będą prowadzone z uwzględnieniem światowych trendów w poznawaniu wpływu niskich dawek promieniowania na organizmy żywe pod kątem możliwości wystąpienia zarówno zjawisk pozytywnych (np. zwiększania odporności organizmów), jak i negatywnych (np. choroby o nieznanej etiologii, w tym niektóre typy nowotworów).

 

CREDO ma także szansę zweryfikować inną spektakularną hipotezę, do tej pory pomiarowo potwierdzoną tylko raz: o związkach trzęsień ziemi ze zmianami w strumieniu promieniowania kosmicznego docierającego do powierzchni naszej planety. Przypuszcza się bowiem, że naprężenia w skorupie ziemskiej mogą generować anomalne pola elektromagnetyczne nad powierzchnią, co wpływałoby na liczbę rejestrowanych cząstek promieniowania kosmicznego. Gdyby zjawisko zostało potwierdzone, zbadane i zrozumiane ilościowo, prawdopodobnie moglibyśmy się pokusić nawet o skonstruowanie systemów ostrzegających przed zbliżającym się trzęsieniem ziemi.