Cosmic Pi: Mit ein wenig Elektronik zum Astrophysiker

Forscher am Cern arbeiten an einem Cosmic-Pi genannten Aufsatz für den Raspberry Pi, mit dem kosmische Strahlung gemessen werden kann. Nutzer weltweit sollen so ein riesiges Teleskop zur Strahlungsmessung aufspannen.

Artikel veröffentlicht am , /
Szintillator-Prototyp
Szintillator-Prototyp (Bild: Cosmic Pi)

Eine Gruppe von Forschern am Cern will mit dem Cosmic-Pi-Projekt ein weltumspannendes Netzwerk an Detektoren mit Hilfe des Raspberry Pi aufbauen, um möglichst umfassende Messungen der kosmischen Strahlung durchführen zu können.

Stellenmarkt
  1. IT Support- und Digitalisierungsmanager(in) (w/m/d)
    Krone gebäudemanagment und technologie gmbh, Berlin
  2. Softwareentwickler:in Java / Selenium / Cloud
    HUK-COBURG Versicherungsgruppe, Coburg
Detailsuche

Untersuchungen der kosmischen Strahlung, die aus dem All auf die Erde trifft, laufen seit gut einhundert Jahren. Die Strahlung besteht aus einzelnen Protonen und Atomkernen, die mit sehr hohen Energien, bis zu einigen Hundert Millionen TeV, auf die Erdatmosphäre treffen. Die Protonen im LHC erreichen nur 7 TeV. Ähnlich wie in einem Teilchenbeschleuniger entstehen bei den Kollisionen der kosmischen Strahlung in den oberen Schichten der Erdatmosphäre viele unterschiedliche Teilchen. Darunter auch geladene Pionen, die nach einigen Metern zu Myonen zerfallen.

Auf dem Weg durch die Atmosphäre verlieren die Myonen zwar fast die Hälfte der Energie, können auf der Erdoberfläche aber in einem Bereich von einigen Hundert Metern gemessen werden. Um so mehr Detektoren in der Gegend den Teilchenschauer messen können, um so besser lässt sich auf die Eigenschaften des ursprünglichen Teilchens der kosmischen Strahlung schließen.

Idee ist nicht neu

Bereits in den 90er-Jahren gab es ein ähnliches Projekt (PDF), das aber mit einem viel höheren Bastelaufwand einherging und auf gebrauchten Bauteilen von Teilchenbeschleunigerexperimenten beruhte.

Golem Akademie
  1. C++ Programmierung Basics: virtueller Fünf-Tage-Workshop
    13.–17. Dezember 2021, virtuell
  2. Jira für Systemadministratoren: virtueller Zwei-Tage-Workshop
    9.–10. Dezember 2021, virtuell
Weitere IT-Trainings

Der Cosmic-Pi-Detektor ist wesentlich einfacher konzipiert. Er soll aus einer Aufsatzplatine für den Raspberry Pi bestehen. Neben der Elektronik zur Erkennung der Strahlung über einen Szintillator, verfügt die Platine über einen Temperatur-, Druck- und Feuchtigkeitssensor, um Umwelteinflüsse zu verfolgen. Die ebenfalls zur Auswertung der Messergebnisse relevanten Daten zur Position, Höhe und Lage werden über ein GPS-Modul und Beschleunigungs- wie Magnetfeldsensoren ermittelt.

  • Die Cosmic-Pi-Platine (unten) im Vergleich mit dem Raspberry Pi und einer Banane (Foto: Cosmic Pi)
  • Szintillator-Prototyp (Foto: Cosmic Pi)
Die Cosmic-Pi-Platine (unten) im Vergleich mit dem Raspberry Pi und einer Banane (Foto: Cosmic Pi)

Teilchenerkennung erfordert einen Trick

Wenn ein Teilchen mit viel Energie auf den Szintillator trifft, entsteht ein kleiner Lichtblitz. Der wird mit einem Photomultiplier verstärkt und in ein messbares Signal umgesetzt. Die Unterscheidung zur restlichen Hintergrundstrahlung ist dabei recht einfach, weil sich die Myonen wesentlich schlechter abschirmen lassen. Wenn alle anderen Teilchen abgeschirmt sind, nimmt der Szintillator fast nur noch Myonen wahr.

Ein Microcontroller auf der Platine kümmert sich dann um die Sensorauswertung, auf dem Pi erfolgen die Datenaufzeichnung und die erste Analyse. Die aufbereiteten Daten werden dann an das Cern geschickt. Sowohl die Hardware als auch die Software stehen unter eine offenen Lizenz.

Die Forscher wollen die Produktion des Cosmic Pi im Laufe des Jahres per Crowdfunding ermöglichen. Trotz des größeren Produktionsvolumens wird die Platine mit der Messeinrichtung nicht ganz billig. Ziel der Forscher ist es, die Kosten für die gesamte Messstation auf unter 500 US-Dollar zu drücken.

Bitte aktivieren Sie Javascript.
Oder nutzen Sie das Golem-pur-Angebot
und lesen Golem.de
  • ohne Werbung
  • mit ausgeschaltetem Javascript
  • mit RSS-Volltext-Feed


niw8äüö 22. Apr 2016

Kwt

FreiGeistler 11. Apr 2016

Ist doch (laut Link im Artikel) nur ein transparentes Thermoplast mit ein paar...

yoyoyo 11. Apr 2016

Das klärt Galileo noch. Im Übrigen ist die Dicke viel wichtiger und so ...

kazhar 11. Apr 2016

So ziemlich alles ist dick genug, um Alpha Strahlung abzublocken. Man muss einen echt...

GwhE 11. Apr 2016

Ein einzelnes Myon verliert so gut wie nichts an Energie. Das Problem liegt darin das...



Aktuell auf der Startseite von Golem.de
Halo Infinite im Test
Master Chief gefangen zwischen Waffe und Welt

Eine doofe Nebenfigur, sinnlose offene Umgebungen: Vor allem das tolle Kampfsystem rettet die Kampagne von Halo Infinite.
Ein Test von Peter Steinlechner

Halo Infinite im Test: Master Chief gefangen zwischen Waffe und Welt
Artikel
  1. Chipkrise: Canon kann Topkamera EOS R3 erst in sechs Monaten liefern
    Chipkrise
    Canon kann Topkamera EOS R3 erst in sechs Monaten liefern

    Die Lieferschwierigkeiten der Canon EOS R3 sind enorm: Aufgrund des Chipmangels kann die DSLR Kunden erst in einem halben Jahr übergeben werden.

  2. Kanadische Polizei: Diebe nutzen Apples Airtags zum Tracking von Luxuswagen
    Kanadische Polizei
    Diebe nutzen Apples Airtags zum Tracking von Luxuswagen

    Autodiebe in Kanada nutzen offenbar Apples Airtags, um Fahrzeuge heimlich zu orten.

  3. SpaceX: Das Starship für den Mars soll gebaut werden
    SpaceX
    Das Starship für den Mars soll gebaut werden

    Elon Musk hat via Twitter den Bau seines Mars-Starships angekündigt. Dazu schreibt der SpaceX-Gründer, dass es endlich Realität werden soll.

Du willst dich mit Golem.de beruflich verändern oder weiterbilden?
Zum Stellenmarkt
Zur Akademie
Zum Coaching
  • Schnäppchen, Rabatte und Top-Angebote
    Die besten Deals des Tages
    Daily Deals • Bosch Professional Werkzeug und Zubehör • Corsair Virtuoso RGB Wireless Gaming-Headset 187,03€ • Noiseblocker NB-e-Loop X B14-P ARGB 24,90€ • ViewSonic VX2718-2KPC-MHD (WQHD, 165 Hz) 229€ • Alternate (u. a. Patriot Viper VPN100 2 TB SSD 191,90€) [Werbung]
    •  /