来源： 时间：2022-07-12 14:35:05
科学家们开发了一种新算法，可以让智能手机帮助分析超新星和黑洞发出的神秘超高能宇宙射线。宇宙射线不断进入地球大气层。其中包括超高能宇宙射线 (UHECR)，其特性对科学家来说仍然是个谜。
它们起源于超新星和黑洞，与空气粒子相互作用后，形成能量较低的次级粒子级联。这些被称为 “扩展大气淋浴”。科学家已经计算出，使用具有一平方公里表面积的检测器，有可能在100年内检测到大约一个事件。
为了进行全面研究，将需要一个欧洲小国大小的表面积。俄罗斯高等经济学院 (HSE) 大数据分析方法实验室 (LAMBDA) 的研究人员提议使用分布式手机网络来检测超高能宇宙射线 (UHECR)。
他们开发了一种用于构造卷积神经网络的算法，该算法可与常规手机一起使用，以记录构成这些大气阵雨的 μ 子。手机相机使用与粒子探测器相似的技术，因此它们能够检测ea。粒子与CMOS相机相互作用，并留下弱激活像素的痕迹，这很难与干扰和随机噪声区分开。
实验志愿者被要求在他们的智能手机上安装应用程序，并让手机朝下放置一夜，这样正常的光线就不会落在手机上。智能手机以每秒5-15帧的速度扫描百万像素图像，并将必要的信息发送到服务器。科学家预计，来自宇宙射线相互作用的信号将出现在不到一个500图像帧中。
由于数百万部手机可能会参与实验，因此在将记录了 μ 子轨道的图像与所有其他图像分开时会出现问题。“需要一种触发算法来消除背景数据。我们创建了一个用于检测 μ 子信号的神经网络，该网络可以在任何足以处理视频流的手机上使用。”HSE的Andrei Ustyuzhanin说。
Ustyuzhanin说: “一个特殊的功能使得可以在像手机这样简单的东西上使用该算法，这意味着他们现在可以分析对宇宙射线的响应。”网络被分成级联。第一个级联与高分辨率图像一起工作，每个后续级联与4倍小的图像一起工作，仅对先前级联检测到有趣的那些部分起作用。
如果没有有趣的站点，级联可以阻止网络分析图像的这一特定部分。研究人员希望，如果该项目成功，所获得的信息将使世界各地的天体物理学家能够阐明超高能宇宙射线的来源，并围绕其性质发展理论。
相关推荐
猜你喜欢
