La realtà virtuale, o VR, non è solo per videogiochi divertenti e altri intrattenimenti visivi. Questa tecnologia, che coinvolge un ambiente generato dal computer con oggetti che sembrano reali, ha trovato anche molte applicazioni scientifiche ed educative.
Sean Preins, uno studente di dottorato presso il Dipartimento di Fisica e Astronomia dell'Università della California, Riverside, ha creato un'applicazione VR chiamata VIRTUE, per "Virtual Interactive Reality Toolkit for Understanding the EIC", che rappresenta un punto di svolta nel modo in cui le particelle e si possono vedere i dati di fisica nucleare.
Reso pubblico il giorno di Natale, VIRTUE può essere utilizzato per visualizzare esperimenti e dati simulati dal prossimo Electron-Ion Collider, o EIC, un nuovo importante impianto di ricerca di fisica nucleare pianificato presso il Brookhaven National Lab di Upton, New York. L'EIC esplorerà i misteri della "forza forte" che tiene insieme il nucleo atomico. Elettroni e ioni, accelerati quasi alla velocità della luce, si scontreranno tra loro nell'EIC.
Secondo Miguel Arratia, assistente professore di fisica e astronomia presso l'UCR e consulente di Preins, la tecnologia VR consentirà un modo completamente nuovo di esplorare i dati di fisica nucleare e delle particelle sia nello spazio che nel tempo.
"Prevedo che questo strumento sarà immensamente vantaggioso per i ricercatori, aiutandoli ad acquisire intuizioni che possono tradursi in approfondimenti durante l'analisi dei dati", ha affermato. "Ad esempio, potrebbe ispirare lo sviluppo di nuovi algoritmi mirati a segnali specifici o assistere in un'esplorazione olistica di eventi intriganti. Questa è la prima volta che qualcuno ha visualizzato le collisioni EIC. Prima del nostro lavoro, nessuno sapeva veramente come fossero gli eventi."
I video realizzati con VIRTUE sono già stati utilizzati dal Brookhaven National Laboratory per attirare l'attenzione del pubblico sull'EIC. Pensato per essere una piattaforma innovativa di sensibilizzazione per un pubblico generale, VIRTUE è anche uno strumento educativo sia per studenti che per scienziati senior. Verrà rilasciato gratuitamente su Steam, un popolare motore di videogiochi.
Nelle seguenti domande e risposte, Preins risponde ad alcune domande su VIRTUE:
Questo programma è progettato per funzionare con Oculus Quest 2 con Quest Link; tuttavia, non è necessario un visore VR. Potrai scaricare ed eseguire una versione desktop di VIRTUE con tutte le stesse funzionalità della versione VR.
Il programma viene fornito preinstallato con un modello a raggi X e ingegneristico del rilevatore ePIC presso il futuro EIC. Viene inoltre fornito con dati simulati di collisioni elettrone-protone in questo rilevatore, in cui ogni collisione risulta in uno spruzzo di "colpi" o punti, in cui il rilevatore registra un segnale da una particella che è passata attraverso. In un certo senso, mostra ciò che un rilevatore di particelle "vede" quando avviene una collisione. Sono gli stessi dati che si utilizzerebbero anche per la ricerca.
Usare la realtà virtuale per visualizzare i dati di fisica delle particelle ci permette di avere un senso di scala con questi esperimenti che semplicemente non possono essere replicati su un piccolo schermo, e ci permette di esplorare la complessità dei dati nello spazio e nel tempo. Il nostro cervello eccelle nel riconoscere modelli e la realtà virtuale migliora questa capacità, consentendo una comprensione dei dati più coinvolgente e intuitiva.
Abbiamo utilizzato questo programma anche durante molti eventi di sensibilizzazione e ogni volta è stato un successo. La realtà virtuale è uno strumento eccellente che coinvolge i giovani scienziati con un'esperienza coinvolgente per un argomento spesso difficile da visualizzare.
Anche se non disponi di un visore VR, sarai comunque in grado di scaricare ed eseguire questa applicazione sulla maggior parte dei moderni computer Windows, macOS e Linux. Eseguire questo programma e visualizzare le collisioni è semplice come installare qualsiasi altro gioco su Steam. Non è richiesta alcuna conoscenza di programmazione.
Questo programma offrirà agli utenti una visione più approfondita del modo in cui i rilevatori di particelle raccolgono i dati e mostrerà un'anteprima delle attività scientifiche che verranno svolte all'EIC. Questo può essere usato per aiutare a insegnare a cosa serve ogni strato di un rilevatore di particelle, che tipo di segnale crea ciascun tipo di particella nel rilevatore e come possiamo ricostruire la fisica di ciò che è accaduto durante la collisione dai dati grezzi registrati dal rilevatore. .
VIRTUE consente un elevato grado di personalizzazione. I dati possono essere facilmente aggiornati con nuove simulazioni o anche con dati reali una volta creato l'EIC.
Una grande motivazione per questo programma è rendere più accessibile la scienza della fisica dei collisori. Strumenti come VIRTUE ci permettono di istruire gli studenti su ciò che accade all'interno di un rilevatore di particelle e su come possiamo estrarre informazioni utili da questi dati per studiare alcune delle leggi più profonde della natura. Ho già utilizzato questo programma per presentare i metodi utilizzati nella fisica dei collisori e dei rivelatori ai nuovi ricercatori universitari del nostro gruppo.
Fornito da Università della California - Riverside
