加州大學(xué)的科研人員研發(fā)了追蹤宇宙射線的手機(jī)應(yīng)用程序，構(gòu)造了世界上最大的探測器網(wǎng)絡(luò)，以手機(jī)為終端的網(wǎng)絡(luò)將分散在世界各地的智能手機(jī)連成一體，當(dāng)宇宙射線到達(dá)我們的地球時，科學(xué)家即刻得到了宇宙射線的相關(guān)信息，智能手機(jī)用戶將射線信息自動上傳到網(wǎng)絡(luò)平臺。用戶只需在智能手機(jī)的攝像頭安裝一款特別的傳感器，用于探測宇宙射線粒子。應(yīng)用程序自動檢測傳感器信號，智能手機(jī)用戶可以下載應(yīng)用程序，自動搜索、加入對宇宙射線追蹤的網(wǎng)絡(luò)大軍，科研人員尋求以大眾網(wǎng)絡(luò)分享的方式追尋宇宙射線的來源。

高能射線粒子來自天空的不同區(qū)域，或者來源于超新星，或者來源于未知的天體，天體物理學(xué)家將宇宙射線看成是神秘的“天外來客”。天體物理學(xué)研究領(lǐng)域有一個久而未解的謎題，地球上的超高能粒子來自何處？宇宙射線粒子的能量達(dá)到了歐洲大型強(qiáng)子對撞機(jī)實(shí)驗(yàn)室內(nèi)粒子能量的10億倍，高能粒子在撞擊地球大氣層的過程中激發(fā)了巨量的“粒子浴”，就像雨霧一般飛舞的射線粒子主要由繆子、電子和光子構(gòu)成，它們覆蓋了地球的廣闊區(qū)域。

科學(xué)家在數(shù)十年之前就發(fā)現(xiàn)了宇宙射線，然而，由于發(fā)現(xiàn)了非常稀少的超高能宇宙射線，他們還不能準(zhǔn)確地指明高能射線的來源。數(shù)字化的傳感器被安裝在智能手機(jī)的攝像頭，傳感器對“傾瀉而下”的射線粒子有很高的敏感性，通過手機(jī)的GPS功能來判斷粒子信號的接收地點(diǎn)。全世界目前有15億以上智能手機(jī)的活躍用戶，手機(jī)網(wǎng)絡(luò)幾乎覆蓋全球，“手機(jī)探測器”的關(guān)鍵技術(shù)是開發(fā)相關(guān)的應(yīng)用程序。

手機(jī)主要用于信息的處理，現(xiàn)在，智能手機(jī)添加了一項(xiàng)接收太陽系外射線信號的功能，用手機(jī)接收高能輻射的宇宙射線或接收在太空穿越的亞原子粒子，堪稱移動互聯(lián)網(wǎng)時代的一大創(chuàng)舉。加州大學(xué)（UC）開發(fā)了名為“通過智能手機(jī)發(fā)現(xiàn)宇宙射線”（CRAYFIS）的項(xiàng)目，可以使用智能手機(jī)和平板電腦的相機(jī)。當(dāng)宇宙射線撞擊地球大氣層時產(chǎn)生了低能粒子，項(xiàng)目參與者可以探測和了解宇宙射線的來源和形成的機(jī)制。

科研人員將加州硅谷基地生產(chǎn)的CMOS傳感器嵌入手機(jī)的相機(jī)，手機(jī)傳感器和嵌入大質(zhì)量粒子的加速器的傳感器遵循相同的原理，相機(jī)傳感器可以探測高能光子。物理學(xué)網(wǎng)站arXiv發(fā)布了加州大學(xué)的此項(xiàng)科研成果，加州大學(xué)戴維斯分校的物理學(xué)家邁克爾·穆赫恩解釋說，構(gòu)建一個覆蓋全球的手機(jī)探測器網(wǎng)絡(luò)，蘋果和其它智能手機(jī)的用戶可以“入網(wǎng)”，組成一個互聯(lián)網(wǎng)時代的手機(jī)探測系統(tǒng)。

邁克爾·穆赫恩和加州大學(xué)爾爾灣分校的物理學(xué)家丹尼爾·懷特森等共同合作，基于安卓和蘋果IOS開發(fā)了一款應(yīng)用程序，接上電源的手機(jī)激活了探測功能，手機(jī)用戶將粒子擊中傳感器的信號和GPS定位數(shù)據(jù)發(fā)送到CRAYFIS網(wǎng)站，該網(wǎng)站的地圖功將各地傳來的數(shù)據(jù)進(jìn)行匯集和標(biāo)識。世界各地的智能手機(jī)自行加入到應(yīng)用程序的操作，科研人員不斷改進(jìn)數(shù)據(jù)的收集和運(yùn)算，提高了基于網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序的效率。

科研人員遇到的最大難題是如何識別不同智能手機(jī)的不同探測效能，盡量避免電子器件的相互干擾，考慮到電子學(xué)的特殊要求，他們在智能手機(jī)和電腦中植入了大量芯片，宇宙射線和芯片的帶電粒子發(fā)生了相互作用?？蒲腥藛T主要考量了射線探測的宇宙學(xué)意義，獲取宇宙運(yùn)行的相關(guān)信息，實(shí)際的商業(yè)應(yīng)用暫時不在他們考慮的范圍。

CRAYFIS是指與空間科學(xué)有關(guān)的手機(jī)和家用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的分配項(xiàng)目，在設(shè)計(jì)和開發(fā)手機(jī)用戶端之前，搜索地外的生命信號是熱門的科學(xué)項(xiàng)目，加州大學(xué)伯克利分校的研究人員開發(fā)了SETI@home，在1999年投入運(yùn)行。在開發(fā)Einstein@home的基礎(chǔ)上發(fā)現(xiàn)了過去未曾探測到的射電脈沖星。手機(jī)版的CRAYFIS添加了附加功能，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)可用于對當(dāng)?shù)仉陛椛淞康挠?jì)算、警報系統(tǒng)的應(yīng)用、實(shí)時輻射劑量的“氣象地圖”服務(wù)、跟蹤煙塵的移動等，這些附加功能為手機(jī)用戶的出行提供了“氣象服務(wù)”。

應(yīng)用程序的前景趕超了大型的、專門的宇宙射線探測器，在南非的奧格實(shí)驗(yàn)基地，僅需幾毫秒的時間，闖入大氣層的射線粒子可以覆蓋數(shù)平方公里的區(qū)域，而手機(jī)探測器網(wǎng)絡(luò)適用于對分布廣泛的射線粒子的追蹤。世界各地的智能手機(jī)用戶可以登錄CRAYFIS網(wǎng)站，進(jìn)行注冊和下載應(yīng)用程序，自愿報名，加入宇宙射線探測的“網(wǎng)軍”，體驗(yàn)科學(xué)認(rèn)知的魅力，遙遠(yuǎn)的宇宙信息展示在人們的眼前。

（編譯：2014-10-23）