Udostępniono otwarte dane dotyczące promieni kosmicznych o najwyższych energiach!

To jest piękna wiadomość! Nastąpiło udostępnienie otwartych danych dotyczących promieni kosmicznych o najwyższych energiach przez Obserwatorium Pierre Auger.

Współpraca Pierre Auger udostępnia 10% danych zarejestrowanych za pomocą  największego na świecie detektora promieni kosmicznych. Dane te są udostępniane  publicznie z nadzieją, że będą wykorzystywane przez szeroką i zróżnicowaną  społeczność, w tym profesjonalnych naukowców i naukowców-obywateli oraz dla  inicjatyw edukacyjnych i popularyzatorskich. Chociaż Współpraca Auger udostępnia  dane w podobny sposób już od ponad dekady, obecne wydanie jest znacznie szersze  zarówno pod względem ilości jak i rodzaju danych, co czyni je odpowiednimi zarówno  do celów edukacyjnych jak i do badań naukowych. Dane są dostępne pod adresem  www.auger.org/opendata

Eksploatacja Obserwatorium Pierre Auger, przez Współpracę około 400 naukowców z ponad 90  instytucji w 18 krajach świata, umożliwiła wyznaczenie własności promieni kosmicznych  o najwyższych energiach z niespotykaną dotąd precyzją. Te promienie kosmiczne to przede  wszystkim jądra powszechnie występujących pierwiastków, które docierają na Ziemię ze źródeł  astrofizycznych. Dane z Obserwatorium zostały wykorzystane do wykazania, że cząstki  o najwyższych energiach mają pochodzenie pozagalaktyczne. Widmo energetyczne promieni  kosmicznych zostało zmierzone aż do energii powyżej 10 do ²⁰ eV, co odpowiada makroskopowej  wartości około 16 dżuli w pojedynczej cząstce. Wykazano, że przy wysokich energiach następuje  gwałtowny spadek strumienia, a także odkryto wyłaniające się dowody na emisję z poszczególnych  bliskich źródeł. Analizy danych pozwoliły na scharakteryzowanie typu cząstek, które przenoszą te  niezwykłe energie, wśród których znajdują się pierwiastki od wodoru do krzemu. Dane te mogą być  również wykorzystane do testowania fizyki cząstek przy energiach poza zasięgiem LHC. 

W Obserwatorium Pierre Auger, znajdującym się w Argentynie, promienie kosmiczne są  obserwowane pośrednio, poprzez wielkie pęki cząstek wtórnych powstałe w wyniku oddziaływania  przychodzącej cząstki kosmicznej z atmosferą. Detektor Powierzchniowy Obserwatorium pokrywa  3000 km² i składa się z sieci detektorów cząstek oddzielonych od siebie o 1500 m. Obszar ten jest  obserwowany przez zestaw teleskopów, które tworzą Detektor Fluorescencyjny, czuły na światło  nadfioletowe emitowane w miarę rozwoju wielkiego pęku atmosferycznego, podczas gdy Detektor  Powierzchniowy jest czuły na miony, elektrony i fotony, które docierają do ziemi. Dane  z Obserwatorium obejmują zestaw od danych surowych, uzyskanych bezpośrednio z tych i innych  instrumentów, poprzez zrekonstruowane zbiory danych uzyskane w wyniku szczegółowej analizy,  aż po dane prezentowane w publikacjach naukowych. Niektóre z tych danych są rutynowo  udostępniane innym obserwatoriom, aby umożliwić analizy z pełnym pokryciem nieba i ułatwić tzw.  badania wielokanałowe (multi-messenger). 

Jak podkreślił kierownik Współpracy, Ralph Engel, “dane z Obserwatorium Pierre Auger, które  zostało założone ponad 20 lat temu, są wynikiem ogromnej, długoterminowej inwestycji naukowej,  ludzkiej i finansowej ze strony dużej międzynarodowej współpracy. Mają one wyjątkową wartość dla  światowej społeczności naukowej.” Udostępniając publicznie dane i programy do ich analizy,  Współpraca Auger wspiera zasadę, że otwarty dostęp do danych pozwoli, w dłuższej perspektywie,  na maksymalne wykorzystanie ich potencjału naukowego.  

Zespół Auger przyjął klasyfikację swoich danych na cztery poziomy złożoności, wzorując się na  klasyfikacji stosowanej w fizyce wysokich energii i zaadaptował ją do swojej polityki otwartego  dostępu: 

(Poziom 1)  

Publikacja open-access z dodatkowymi danymi numerycznymi dostarczanymi w celu ułatwienia  ponownego wykorzystania https://www.auger.org/index.php/science

(Poziom 2)  

Regularne udostępnianie danych dotyczących promieniowania kosmicznego w uproszczonym  formacie, dla celów edukacyjnych i popularyzatorskich. Rozpoczęło się to w 2007 roku, kiedy  udostępniono 1% danych i wzrosło do 10% w 2019 roku https://labdpr.cab.cnea.gov.ar/ED/

(Poziom 3)  

Udostępnienie zrekonstruowanych zdarzeń wybranych według najlepszej dostępnej wiedzy  o wydajności detektora i warunkach panujących w czasie zbierania danych. Podane są również  przykładowe kody pochodzące od tych używanych przez zespół w opublikowanych analizach  https://www.auger.org/opendata/analysis.php

(Poziom 4)  

Udostępnienie prawie surowych danych związanych z tymi zdarzeniami. Dołączono również kod  obrazujący zdarzenia oraz kody do odczytu tych danych  https://www.auger.org/opendata/display.php?evid=81847956000

Ostatnie dwa poziomy informacji zostały dodane w obecnym wydaniu [1], które zawiera dane  z dwóch głównych instrumentów Obserwatorium: 1500–metrowej sieci Detektora Powierzchniowego  i Detektora Fluorescencyjnego. Zbiór danych składa się z 10% wszystkich zdarzeń  zarejestrowanych w Obserwatorium, poddanych tym samym procedurom selekcji i rekonstrukcji,  które były stosowane przez Współpracę w ostatnich publikacjach. Okresy rejestracji danych są takie  same, jak stosowane w przypadku wyników fizycznych prezentowanych na Międzynarodowej  Konferencji Promieni Kosmicznych (ICRC), która odbyła się w 2019 roku. W przykładowych  analizach wykorzystano zaktualizowane wersje zbiorów danych Auger, które różnią się nieco od  tych użytych w publikacjach ze względu na późniejsze ulepszenia w rekonstrukcji i kalibracji.  Z drugiej strony, ponieważ frakcja danych, która jest obecnie dostępna, wynosi 10% rzeczywistej  próbki danych Auger, znaczenia statystyczne mierzonych wielkości są zmniejszone w stosunku do  tego, co można osiągnąć przy pełnym zbiorze danych, ale liczba zdarzeń jest porównywalna z tą,  która była używana w niektórych pierwszych publikacjach naukowych Współpracy Auger. 

Współpraca Pierre Auger jest zaangażowana w politykę otwartych danych w celu zwiększenia  różnorodności osób mających dostęp do danych naukowych, a tym samym zwiększenia wspólnego  potencjału naukowego na przyszłość. 

Instytut Fizyki Jądrowej PAN aktywnie uczestniczy w pracach Obserwatorium Pierre Auger, zarówno  na etapie budowy Obserwatorium w latach 2000-2008, jak też w akwizycji i analizie danych.  W szczególności, w IFJ PAN prowadzone są zdalne dyżury akwizycji danych. Obecnie Instytut jest  zaangażowany w rozbudowę detektorów, która znacznie zwiększy możliwości pomiarowe  Obserwatorium. 

Informacje prasowe Instytutu Fizyki Jądrowej Polskiej Akademii Nauk.