A realidade virtual, ou VR, não serve apenas para videogames divertidos e outros entretenimentos visuais. Esta tecnologia, que envolve um ambiente gerado por computador com objetos que parecem reais, também encontrou muitas aplicações científicas e educacionais.



Sean Preins, estudante de doutorado no Departamento de Física e Astronomia da Universidade da Califórnia, Riverside, criou um aplicativo VR chamado VIRTUE, para "Virtual Interactive Reality Toolkit for Understanding the EIC", que é uma virada de jogo na forma como partículas e dados de física nuclear podem ser vistos.

Disponibilizado publicamente no dia de Natal, o VIRTUE pode ser usado para visualizar experimentos e dados simulados do próximo Colisor de Íons-Elétrons, ou EIC, uma nova instalação de pesquisa de física nuclear planejada no Brookhaven National Lab em Upton, Nova York. O EIC explorará os mistérios da “força forte” que une o núcleo atômico. Elétrons e íons, acelerados quase à velocidade da luz, colidirão uns com os outros no EIC.

De acordo com Miguel Arratia, professor assistente de física e astronomia da UCR que assessora Preins, a tecnologia VR permitirá uma forma completamente nova de explorar dados de partículas e de física nuclear no espaço e no tempo.

“Prevejo que esta ferramenta será imensamente benéfica para os investigadores, ajudando-os a obter intuição que pode traduzir-se em insights durante a análise de dados”, disse ele. "Por exemplo, poderia inspirar o desenvolvimento de novos algoritmos direcionados a sinais específicos ou ajudar na exploração holística de eventos intrigantes. Esta é a primeira vez que alguém visualiza colisões de EIC. Antes do nosso trabalho, ninguém sabia realmente como eram os eventos."

Vídeos feitos com VIRTUE já foram utilizados pelo Laboratório Nacional de Brookhaven para chamar a atenção do público para o EIC. Concebida para ser uma plataforma inovadora de divulgação para o público em geral, a VIRTUE é também uma ferramenta educacional para estudantes e cientistas seniores. Ele será lançado gratuitamente no Steam, um popular mecanismo de videogame.

Nas perguntas e respostas a seguir, Preins responde algumas perguntas sobre VIRTUDE:

P. É necessário usar óculos VR especiais para usar o programa? O que um usuário veria?

Este programa foi projetado para funcionar com o Oculus Quest 2 com Quest Link; no entanto, um fone de ouvido VR não é necessário. Você poderá baixar e executar uma versão desktop do VIRTUE com todos os mesmos recursos da versão VR.

O programa vem pré-instalado com um modelo de raios X e de engenharia do detector ePIC no futuro EIC. Ele também vem com dados simulados de colisões elétron-próton neste detector, onde cada colisão resulta em uma pulverização de “acertos”, ou pontos, onde o detector registra um sinal de uma partícula que passou. De certa forma, mostra o que um detector de partículas “vê” quando ocorre uma colisão. São os mesmos dados que também seriam usados ​​para pesquisa.

P. Que vantagem um programa de RV como o VIRTUE oferece aos cientistas?

Usar a RV para visualizar dados de física de partículas nos permite ter uma noção de escala com esses experimentos que simplesmente não podem ser replicados em uma tela pequena, e nos permite explorar a complexidade dos dados no espaço e no tempo. Nossos cérebros são excelentes no reconhecimento de padrões e a VR aprimora essa capacidade, permitindo uma compreensão mais imersiva e intuitiva dos dados.

Também usamos esse programa em muitos eventos de divulgação e sempre foi um sucesso. A VR é uma excelente ferramenta que envolve jovens cientistas com uma experiência imersiva em um assunto que muitas vezes é difícil de visualizar.

P. O VIRTUE é fácil de usar?

Mesmo se você não tiver um fone de ouvido VR, ainda poderá baixar e executar este aplicativo na maioria das máquinas Windows, macOS e Linux modernas. Executar este programa e visualizar as colisões é tão simples quanto instalar qualquer outro jogo no Steam. Nenhum conhecimento de programação é necessário.

Este programa dará aos usuários uma visão mais profunda sobre como os detectores de partículas coletam dados e mostrará uma prévia da ciência que será feita no EIC. Isso pode ser usado para ajudar a ensinar para que serve cada camada de um detector de partículas, que tipo de sinal cada tipo de partícula cria no detector e como podemos reconstruir a física do que aconteceu durante a colisão a partir dos dados brutos que o detector registra. .

VIRTUE permite um alto grau de personalização. Os dados podem ser facilmente atualizados com novas simulações – ou mesmo com dados reais, uma vez construído o EIC.

P. O que despertou seu interesse em lançar o VIRTUE?

Uma grande motivação para este programa é tornar a ciência da física dos colisores mais acessível. Ferramentas como o VIRTUE nos permitem educar os alunos sobre o que acontece dentro de um detector de partículas e como podemos extrair informações úteis desses dados para estudar algumas das leis mais profundas da natureza. Já tenho utilizado este programa para ajudar a apresentar os métodos utilizados na física de colisores e detectores para novos pesquisadores de graduação em nosso grupo.

Fornecido pela Universidade da Califórnia - Riverside