Czy zdecydowałbyś się oddać swojego smartfona w ręce naukowców, by z jego pomocą, w czasie kiedy śpisz poszukiwali "nie wiadomo czego"? Nie? A jesli obiecają, że będziesz współautorem każdej publikacji, która w oparciu o te badania powstanie? I, że któraś z tych publikacji może przynieść kiedyś odkrycie zasługujące na nagrodę Nobla? No właśnie. Naukowcy zaangażowani w projekt CREDO liczą na to, że chętnych do tego, by użyczyć swoich smartfonów do badań promieniowania kosmicznego będą tysiące, może setki tysięcy. I obiecują niezwykłą naukową przygodę.

Dr hab. Piotr Homola w rozmowie z Grzegorzem Jasińskim z RMF FM. Posłuchaj!

W Instytucie Fizyki Jądrowej Polskiej Akademii Nauk w Krakowie odbyło się w tym tygodniu inauguracyjne spotkanie projektu CREDO (Cosmic-Ray Extremely Distributed Observatory), który zdaniem jego pomysłodawcy, dr hab. Piotra Homoli ma pokazać, że bez inwestycji i bez pełnych założeń, co do oczekiwanych wyników, można prowadzić fundamentalne badania naukowe. O szczegółach i celach projektu z dr Homolą rozmawiał Grzegorz Jasiński.

CREDO, to projekt, który ma zgromadzić właściwie bezprecedensową grupę badaczy, bo niekoniecznie naukowców. To ma być projekt oczywiście kierowany przez naukowców, ale ma być wpierany przez zwykłych ludzi, a nawet przez ich smartfony. Co chcecie państwo zbadać i w jaki sposób?

My przygotowujemy nieoczekiwane odkrycie naukowe. Czy w ogóle możne zaplanować nieoczekiwane odkrycie naukowe? Otóż, ta strategia mieści się właśnie w programie CREDO. My po prostu, zamiast testować konkretny model teoretyczny, zastanawiamy się jaką infrastrukturą dysponujemy i jakie są dane, które mogą być interesujące. Dochodzimy do wniosku, że wystarczy włączyć przysłowiowy guzik, żeby faktycznie otrzymać całkowicie nowe i być może o fundamentalnym znaczeniu, wyniki naukowe. Konkretnie chodzi nam o sprawdzenie, czy przypadkiem promienie kosmiczne, które docierają do Ziemii, nie docierają do niej frontami. Być może te fronty mogą być bardzo rozległe. Jeżeli wymiary frontu sięgają skali kuli ziemskiej, potrzebowalibyśmy bardzo rozległej infrastruktury do wykrycia takiego zjawiska. Obserwatoria, które zbierają dane obecnie, są zlokalizowane bardzo wąsko. Największe obserwatorium, Pierre Auger Observatory, pokrywa 3 tys. km kwadratowych w Argentynie. To jest bardzo dużo, ale dla obiektu o skali globalnej, to jest bardzo mało. 

I nagle okazuje się, że część tej potrzebnej infrastruktury - drobną, ale istotną - każdy z nas nosi przy sobie, nosi w kieszeni. To po prostu kamera naszego smartfona.

Tak jest. Nie tylko olbrzymie, super profesjonalne detektory mierzą promieniowanie kosmiczne. Każdy smartfon może działać jako detektor badający fundamentalne zjawiska w przyrodzie. Wystarczy ściągnąć tylko odpowiednią aplikację i istniejące projekty. Są w tym momencie dwa projekty organizujące smartfony w sieci. Można znaleźć stronę, ściągnąć aplikację i przyczyniać się do rozwoju nauki dużego kalibru. Nie tylko to. Są też zastosowania o bardzo dużym i ważnym znaczeniu społecznym, np. jest szansa, żeby przy pomocy infrastruktury CREDO przewidywać trzęsienia Ziemi. Są już wskazania w literaturze, że takie analizy da się wykonać w ramach istniejących obserwatoriów. A jeżeli zorganizowalibyśmy te obserwatoria, czy też pojedyncze detektory, takie jak smartfony, w ogólnoświatową sieć, oczywiście możliwości do analizy byłyby nieporównywalnie większe. I tym samym, mielibyśmy szansę, żeby ocalić ludzkie życie. Więc chodzi nie tylko o fundamentalną naukę, ale również bardzo praktyczne zastosowania. 

Mówi pan o promieniowaniu kosmicznym, o jakich konkretnie cząstkach mówimy?

Nie robimy założeń. To jest podstawowe założenie eksperymentu CREDO. W związku z tym, że nie testujemy żadnego konkretnego modelu, otwieramy nasze umysły tak bardzo, jak to tylko możliwe i chcemy zaobserwować to, co da się zmierzyć przy pomocy globalnej sieci. Nikt dotąd nie próbował. Być może to będzie zupełnie nieoczekiwane zjawisko. Być może żaden z istniejących modeli, żadna z istniejących teorii, nie będzie dobra, aby je wyjaśnić. Być może będziemy potrzebowali nowej teorii i to jest właśnie nasza nadzieja na dokonanie tak długo oczekiwanego przełomu w nauce.

Oczywiście tu jest pewne ograniczenie, dotyczące parametrów kamer smartfonów, które mamy do dyspozycji. one są różne, ale zapewne wiążą je pewne charakterystyczne cechy elektroniki. Co w takim razie może zostawić w nich ślad?

Każda cząstka o odpowiednio dużej energii może wywołać ślad. Najczęściej są to miony. Miony wtórnego promieniowania kosmicznego. Natomiast to, co pan powiedział jest bardzo istotne, bo faktycznie gdybyśmy mieli opierać się wyłącznie na smartfonach, to byłoby zbyt mało. Dlatego my chcemy połączyć infrastrukturę komórkową, nazwijmy ja w ten sposób, z infrastrukturą naukową. Bardzo ważna jest ta współpraca. Jest ona istotnym, może nawet kluczowym elementem strategii CREDO. Potrzebujemy infrastruktury badawczej, potrzebujemy infrastruktury społecznościowej i z tego chcemy zrobić wielką naukę.

Wspomniał pan o mionach, o promieniowaniu wtórnym, jak rozumiem to wiąże się z rozpraszaniem promieniowania kosmicznego w atmosferze.

Ogólniej mówiąc, oddziaływaniami cząstek, które wpadają do atmosfery. One oddziałują z molekułami atmosfery. Powstają cząstki wtórne, m.in. miony.

W jaki sposób można sobie wyobrazić taki sygnał, który mógłby się pojawić na ekranie naszej komórki. Gdyby ktoś chciał po takiej nocnej sesji obserwacyjnej sprawdzić, czy coś się nie wydarzyło, rozumiem, ze nie będzie miał takiej okazji?

No, być może będzie. To, co zobaczymy, po przebudzeniu się, na ekranie komórki może być faktycznie częścią większej całości. I to jest właśnie kluczowy punkt, że pojedyncza komórka, pojedynczy obraz nie powie nam wiele. Natomiast, jeżeli wejdziemy na odpowiednią stronę, czy zastosujemy odpowiedni program do analizy danych w skali globalnej, nagle może okazać się, że zobaczyliśmy... nagrodę Nobla. 

Możemy nawet liczyć na to, że - w pewnym sensie - będziemy w stanie ją otrzymać. Współautorami prac, które powstaną na bazie tych obserwacji będą tzw. aktywni uczestnicy programu. Co to znaczy być aktywnym i pasywnym uczestnikiem programu CREDO?

Wymagania, co do aktywności, są bardzo proste. Wystarczy w jakiś sposób przyczynić się do istnienia. działania i rozwoju projektu. Przyczynienie się, to oznacza, np. udział w dyskusji, np. zainstalowanie aplikacji do detekcji promieni kosmicznych, np. uczestnictwo w pracowni studenckiej na uniwersytecie, która jednocześnie jest stacją CREDO. Jeżeli chodzi o członkostwo pasywne, tutaj żadnych wymagań nie ma. Jeżeli po prostu interesujesz się tym tematem, przystąp do współpracy. Będziesz się patrzył, aż ci się spodoba na tyle, że przyłączysz się aktywnie.

Tyle, że trzeba mieć tzw. "członków wprowadzających"...

Tak, chcielibyśmy faktycznie przynajmniej jakąś tam elementarną "dopuszczalność" do projektu wprowadzić. Kto się zna najlepiej na nauce? Osoby które mają faktycznie wykształcenie w naukach przyrodniczych. Więc wystarczy kontakt z jednym z takich członków, oni będą mieli specjalny status eksperta. Wystarczy przedstawić swoją kontrybucję, czyli swój udział w projekcie, swoje plany, swoje zamiary, swoje ambicje. I to wszystko. Nawet wystarczy przedstawić swoją komórkę z aplikacją.

Ponieważ państwo zapowiadacie, że faktycznie ci tak zwani "active members", czyli aktywni uczestnicy będą współautorami prac, które powstaną na podstawie wyników tych badań, no to można się spodziewać przynajmniej jednego rekordu, to znaczy rekordu liczby współautorów pracy. Tutaj prym wiedzie Wielki Zderzacz Hadronów, CERN, tam te rekordowe liczby to jest bodajże 5 tysięcy. Tutaj wydaje się, że pobicie tego rekordu będzie najprostsze.

Na to liczymy, na przykład możemy się w ramach rekreacji umysłowych zastanowić co edytorzy czasopism naukowych zrobią, otrzymując propozycję wydania artykułu z milionem autorów. Tu trzeba będzie również jakiś wynalazek wprowadzić w tej dziedzinie. Tak, że jesteśmy innowacyjni pod każdym względem.

Proszę mi powiedzieć na koniec jak szybko spodziewa się pan takich pierwszych zauważalnych rezultatów, w postaci popularyzacji tej idei, zgłaszających się osób, ściągnięć aplikacji. Jak szybko ma pan nadzieję, że to się stanie i jak szybko powinno się to stać, żeby projekt nabierał rozmachu dającego nadzieję na rzeczywiste odkrycia.

Rzeczywistego odkrycia mogliśmy właściwie dokonać już dzisiaj, podczas inauguracji. Inauguracja kolaboracji polegała na tym, że zaprezentowaliśmy po raz pierwszy mapę zgodną ze strategią CREDO, zawierającą rzeczywiste dane ze stacji w Krakowie, stacji uruchomionej bardzo niedawno, oraz kilku stacji z sieci HiSPARC w Holandii, Danii i Wielkiej Brytanii. Ta mapa niestety pokazała - niestety albo właściwie nie trzeba tego wartościować - ta mapa pokazała sygnał losowy, czyli zarejestrowane cząstki raczej nie przybyły do nas jednym frontem, raczej to są losowe zdarzenia. Kolejne mapy będą powstawać sukcesywnie w ciągu najbliższych dni. Jest bardzo wiele chętnych detektorów, chętnych operatorów edukacyjnych i naukowych, którzy chcą przystąpić do CREDO. Liczba danych będzie narastać, liczba pokrycia globu detektorami będzie wzrastać i z każdym dniem powinna być większa szansa faktycznie na to wielkie odkrycie. Ale nie mamy żadnych założeń co do tempa. Oczywiście im szybciej tym lepiej, ale ważna jest też jakość, ważne jest żeby analiza była przeprowadzona z głową i żeby nie przeoczyć czegoś ważnego.

Link do aplikacji DECO można znaleźć na stronie credo.ifj.edu.pl