7/5/2015 23_Astrofisica – Fisica opensource
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Fisica opensource
23_Astrofisica
30 aprile 20156 maggio 2015 paolomariainnocenzi
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Esiste un progetto (CRAFYS (http://crayfis.io/about)) che rappresenta un approccio senz’altroinnovativo all’osservazione delle particelle alle alte energie derivanti dai raggi cosmici. Questoprogetto, usa un matrice composta da smartphone disseminati in tutto il territorio mondiale,senza aver alcuna necessità di dover costruire un costosissimo rilevatore di raggi cosmicidedicato.
I raggi cosmici.
Q (https://fisicaopensource.files.wordpress.com/2015/04/showers.jpg)uesti raggi provenienti damolto lontano, e normalmente emessi da grandi eventi catastrofici come esplosioni disupernovae o buchi neri, possono passare vicino la nostra atmosfera e in parte colpirla
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direttamente, quando passanoattraverso l’atmosfera terrestre,producono un grande numero diparticelle a bassa energia chescaturiscono dall’avanzare delraggio nell’atmosfera proiettatedall’impatto in un cono di fotonisottostante, e che può estendersisia in profondità nell’atmosferasia su un area di molti chilometriquadrati.
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Questi eventi determinati dai raggi cosmici nella nostra atmosfera, creano docce di detritisubatomici. Tra le particelle generate, oltre ai protoni energetici, e un “cocktail” di altreparticelle subatomiche, abbiamo appunto il muone, che è una particella fondamentale (ossia uncostituente indivisibile della materia). A questo punto i muoni potranno essere rilevati grazieall’App che sfrutta i chip di silicio incorporati nelle fotocamere degli smartphone.
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Essi,i muoni, sono particelle debolmente interagenti, infatti possono passare attraverso lamaggior parte dei materiali come soffitti e pareti e quindi possono raggiungere anche unosmartphone che sta eseguendo l’applicazione. Le fotocamere digitali utilizzano un sensore(CCD o CMOS), che è un dispositivo fotosensibile costituito da una matrice di fotodiodi ingrado di trasformare un segnale luminoso in un segnale elettrico.
(https://fisicaopensource.files.wordpress.com/2015/04/showers002.jpg)Anche il muone quandocolpisce il silicio genera un segnale elettrico che si traduce in una firma digitale nei pixel.
L’applicazione, quindi, va a cercare queste firme e, se ne trova, salva un’immagine e leinformazioni su un database centrale, grazie al quale abbiamo una visione in real time di quelloche sta accadendo nell’Universo vicino a noi.
Apparentemente semplice.
Proporzionalmente, raggi cosmici ad energie molto alte, producono “docce” di particelle moltopiù ampie e profonde, ma sfortunatamente sono anche gli eventi più rari. Solamente unrilevatore con una grande area di superficie potrebbe captare questi eventi quando si verificanonell’ambito della vasta zona sotto controllo e studiare queste misteriose particelle al loromanifestarsi.
L’idea
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(https://fisicaopensource.files.wordpress.com/2015/04/showers001.jpg)Lo stato di avanzamentoattuale è quello di grandi matrici di rilevatori che vengono appositamente progettati e che poivengono estesi su vasta scala. Tuttavia, per poter “vedere” questi raggi cosmici ad alte energie,noi tutti disporremmo già di un matrice soprendentemente grande di rilevatori appositi dacollegare tra loro e che sono normalmente a portata di mano: lo smartphone che ciascuno di noiporta con sé nella vita di tutti i giorni.
Il tuo telefono come rilevatore
Gli smartphone moderni contengono una telecamera ad ormai alta risoluzione con sensoridigitali che sono sensibili alle particelle che vengono riversate in basso verso la terra durante ilfenomeno sopra descritto di impatto dei raggi cosmici.
Inoltre questi telefoni opportunamente programmati da un App, sono in grado di “contarsi”georeferenziandosi per conoscere ciascuno la propria posizione e opportunamentecondividerla relativamente a ciascun altro componente il network. Attraverso un sistema wi‑fisarebbe possibile inoltre mantenere un upload di dati per il salvataggio e per la verificaincrociata. Quel che risulterebbe essere addirittura ancora più importante,è che attualmente
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esistono circa 1,5 miliardi di smartphone attivi in tutto il nostro pianeta. Essenzialmente,potremmo dire che il rilevatore che ci servirebbe, se fosse realizzato in questo modo,risulterebbe praticamente già realizzato e testato, oltre che dispiegato nel territorio mondiale:tutto ciò che manca è una App che ne raccolga i dati.
L’App CRAFYS
Riportiamo diverse app e il loro sito di appartenenza unitamente allo specifico funzionamento.
(https://fisicaopensource.files.wordpress.com/2015/04/crafys.jpg)L’App CRAFYS opera in unmodo molto simile ad un banale screensaver. Quando il telefono è connesso all’alimentazionedelle rete elettrica in fase di ricarica, cioè, e lo schermo va in modalità standby, l’app dovrebbeiniziare a rilevare automaticamente i dati. Non sarebbe neanche più richiesta una verapartecipazione attiva da parte dell’utente se non per il download e la conseguenteinstallazione della stessa App o per il controllo saltuario del corretto flusso di dati verso ilserver centrale.
Gli aspetti Fisici
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L’osservazione di raggi cosmici ad alte energie e più ad un tasso più alto che mai, ci potrebbeconsentire:
Di esplorare lo spettro delle energie registrato a livello mondiale.Identificare l’origine di queste misteriose particelle.Aiutarci a comprendere cosa sia questo oggetto cosmicoDi svolgere una attività vera e propria di ricerca tipica di un astrofisico.Oltre ad imparare l’astrofisica, inoltre chi partecipa all’iniziativa avrà l’opportunità diessere considerato parte del team di astrofisici che collaborano all’espansione di questorilevatore.
Tutti coloro i quali abbiano un telefono in grado di raccogliere dati che verranno usati nellapubblicazione, verrà citato come autore della pubblicazione!
[trad. da CRAFYS.IO (http://crayfis.io/about) visita il sisto web cliccando sul nome]
L’App DECO
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(https://fisicaopensource.files.wordpress.com/2015/04/deco002.jpg)Si chiama DistributedElectronic Cosmic‑Ray Observatory (DECO) e trasforma anch’essa lo smartphone in unrilevatore di particelle tascabile, quasi come quelli che costano milioni di dollari ospitati neigrandi laboratori per studiare le particelle ad alta energia che attraversano il cosmo sfiorandola velocità della luce per arrivare fino sulla terra.
L’occorrente è certamente uno smartphone, una connessione in grado di raggiungere il servercentrale attraverso internet e del nastro adesivo per oscurare la telecamera.
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Poi si possono scaricare le due applicazioni, perora disponibili solo per Android, data logger app(http://www.globalsensorweb.org/ota/GSW‑Datalogger.apk) e DECO(http://www.globalsensorweb.org/ota/GSW‑DECO.apk) ( iOS è in fase di sviluppo). “Questeapplicazioni fondamentalmente trasformano iltelefono in un rilevatore di particelle ad altaenergia,” spiega l’ideatore Justin Vandenbroucke,professore di fisica presso il Wisconsin IceCubeParticle Astrophysics Center(http://wipac.wisc.edu/), in una dichiarazione.“Esso utilizza gli stessi principi come questigrandi esperimenti”.
Anche questa applicazione trasforma il nostrocellulare in un mini‑laboratorio di fisicasfruttando la conoscenza fondamentale cheabbiamo di questo fenomeno e di ciò che accadequando i raggi cosmici interagiscono con lanostra atmosfera.
Ovviamente questa app non sostituirà la sensibilità e la precisione dei rivelatori di particellepiù grandi ma di sicuro è un modo per avvicinarci a certe fenomenologie proprie della fisica.
fonti:
http://aliveuniverseimages.com/ (http://aliveuniverseimages.com/) (12 Ottobre 2014,ElisabettaBonora)
http://crafys.io (http://crafys.io)
23_Astrofisica
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