Cosmic Watch 是一個(gè)由 MIT(麻省理工學(xué)院) 和 CERN(歐洲核子研究中心) 科學(xué)家發(fā)起的教育科技項(xiàng)目,專注于開發(fā)低成本、高精度的 桌面級(jí)宇宙線探測(cè)器,用于科學(xué)教育和公眾科普。其產(chǎn)品基于 塑料閃爍體與硅光電倍增管(SiPM)技術(shù),可檢測(cè)宇宙射線中的 μ子(繆子)。
開源設(shè)計(jì):硬件原理圖與軟件代碼均公開(GitHub可獲取)。
教育友好:適合中學(xué)、大學(xué)物理實(shí)驗(yàn),成本低于傳統(tǒng)探測(cè)器。
便攜易用:USB供電,配套可視化數(shù)據(jù)分析軟件。
目前,Cosmic Watch 官網(wǎng)僅提供 標(biāo)準(zhǔn)版探測(cè)器,但用戶可根據(jù)開源方案自行定制。以下是其主要型號(hào)參數(shù):
型號(hào) | 探測(cè)器類型 | 靈敏度 | 數(shù)據(jù)輸出 | 功耗 | 價(jià)格(約) |
---|---|---|---|---|---|
Cosmic Watch V2.0 | 塑料閃爍體 + SiPM | ~1 μ子/分鐘/cm2 | USB串口 / Python API | 2.5 W | 200–200–300 |
探測(cè)原理:
宇宙射線μ子穿過 塑料閃爍體 產(chǎn)生熒光,由 SiPM 轉(zhuǎn)換為電信號(hào)。
精度:時(shí)間分辨率 <1 ns,可用于符合測(cè)量(多探測(cè)器聯(lián)用)。
軟件支持:
Cosmic Watch GUI:實(shí)時(shí)計(jì)數(shù)率顯示與數(shù)據(jù)記錄。
ROOT 兼容:支持CERN官方數(shù)據(jù)分析框架。
多探測(cè)器符合測(cè)量套件:
2–4個(gè)探測(cè)器疊放,排除環(huán)境噪聲(需自行組裝)。
GPS模塊:
關(guān)聯(lián)宇宙線事件與地理位置(研究宇宙線方位相關(guān)性)。
屏蔽體:
鉛板(5 mm厚)用于區(qū)分μ子與電磁背景噪聲。
STEM 教育:
測(cè)量μ子通量隨海拔/天氣的變化。
驗(yàn)證狹義相對(duì)論(μ子壽命延長(zhǎng)效應(yīng))。
公眾科普:
博物館、科技館的互動(dòng)展覽。
科研入門:
小型宇宙線實(shí)驗(yàn)(如太陽活動(dòng)影響觀測(cè))。
Cosmic Watch 是 極簡(jiǎn)主義宇宙線探測(cè)器 的代表,以 低成本、開源性和教育價(jià)值 為核心優(yōu)勢(shì)。
目前僅提供 標(biāo)準(zhǔn)版V2.0,但用戶可基于開源設(shè)計(jì)擴(kuò)展功能。
(注:μ子通量參考值:海平面約1 μ子/分鐘/cm2。)
其他注意事項(xiàng):
更詳細(xì)的技術(shù)資料需通過提供項(xiàng)目詳情獲取,歡迎咨詢。
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