利用智能手机和树莓派设备中嵌入式CMOS传感器开发宇宙射线探测器

宇宙射线无处不在；然而，其直接观测传统上需要专门的高成本硬件和大量的专业技术知识，这为学校和社区等非专业环境设置了很高的门槛。我们介绍了SORAMAME，一款智能手机和平板电脑应用程序，通过将内置CMOS图像传感器重新用作粒子探测器来降低这一门槛。该系统无需额外硬件即可实现粒子类事件的实时记录和可视化，将设备端提取（校准、噪声滤波和径迹候选检测）与基于云的数据管理相结合。通过简化探测过程，SORAMAME促进了不同用户群体的广泛采用，营造了一个教育推广可以过渡到大规模数据收集的环境。鉴于配备硅CMOS图像传感器的联网消费设备的空前数量，这种可扩展性尤为重要。尽管消费级传感器存在固有局限，我们的飞行验证和基于树莓派的测量成功捕获了与地磁屏蔽一致的粒子通量的高度和纬度依赖性变化。这些结果表明，降低观测参与门槛不仅服务于教育目的，还有可能通过发展全球公民科学为未来的科学突破做出贡献。