La réalité virtuelle, ou VR, ne concerne pas uniquement les jeux vidéo amusants et autres divertissements visuels. Cette technologie, impliquant un environnement généré par ordinateur avec des objets qui semblent réels, a également trouvé de nombreuses applications scientifiques et éducatives.
Sean Preins, doctorant au Département de physique et d'astronomie de l'Université de Californie à Riverside, a créé une application VR appelée VIRTUE, pour « Virtual Interactive Reality Toolkit for Understanding the EIC », qui change la donne dans la façon dont les particules et des données de physique nucléaire peuvent être vues.
Rendu public le jour de Noël, VIRTUE peut être utilisé pour visualiser des expériences et des données simulées du prochain collisionneur électron-ion, ou EIC, une nouvelle installation majeure de recherche en physique nucléaire prévue au Brookhaven National Lab à Upton, New York. L'EIC explorera les mystères de la « force forte » qui lie le noyau atomique. Les électrons et les ions, accélérés presque jusqu'à la vitesse de la lumière, entreront en collision les uns avec les autres dans l'EIC.
Selon Miguel Arratia, professeur adjoint de physique et d'astronomie à l'UCR qui conseille Preins, la technologie VR permettra une toute nouvelle façon d'explorer les données de physique des particules et nucléaires dans l'espace et dans le temps.
"Je pense que cet outil sera extrêmement bénéfique pour les chercheurs, en les aidant à acquérir une intuition qui pourra se traduire en informations lors de l'analyse des données", a-t-il déclaré. "Par exemple, cela pourrait inspirer le développement de nouveaux algorithmes ciblant des signaux spécifiques ou aider à une exploration holistique d'événements intrigants. C'est la première fois que quelqu'un visualise des collisions EIC. Avant notre travail, personne ne savait vraiment à quoi ressemblaient les événements."
Des vidéos réalisées avec VIRTUE ont déjà été utilisées par le Brookhaven National Laboratory pour attirer l'attention du public sur l'EIC. Destiné à être une plateforme de sensibilisation innovante destinée au grand public, VIRTUE est également un outil pédagogique destiné aux étudiants et aux scientifiques confirmés. Il sera publié gratuitement sur Steam, un moteur de jeu vidéo populaire.
Dans les questions-réponses suivantes, Preins répond à quelques questions sur la VERTUE :
Ce programme est conçu pour fonctionner avec l'Oculus Quest 2 avec Quest Link ; cependant, un casque VR n'est pas requis. Vous pourrez télécharger et exécuter une version de bureau de VIRTUE avec toutes les mêmes fonctionnalités que la version VR.
Le programme est préinstallé avec un modèle radiographique et technique du détecteur ePIC du futur EIC. Il est également livré avec des données simulées de collisions électron-proton dans ce détecteur, où chaque collision entraîne une pulvérisation de « coups », ou de points, où le détecteur enregistre un signal provenant d'une particule qui est passée à travers. Dans un sens, il vous montre ce qu'un détecteur de particules « voit » lorsqu'une collision se produit. Ce sont les mêmes données que l'on utiliserait également pour la recherche.
L’utilisation de la réalité virtuelle pour visualiser les données de physique des particules nous permet d’avoir une idée de l’échelle de ces expériences qui ne peuvent tout simplement pas être reproduites sur un petit écran, et nous permet d’explorer la complexité des données dans l’espace et dans le temps. Notre cerveau excelle dans la reconnaissance de modèles et la réalité virtuelle améliore cette capacité, permettant une compréhension plus immersive et intuitive des données.
Nous avons également utilisé ce programme lors de nombreux événements de sensibilisation, et ce fut à chaque fois un succès. La VR est un excellent outil qui engage les jeunes scientifiques dans une expérience immersive sur un sujet souvent difficile à visualiser.
Même si vous n'avez pas de casque VR, vous pourrez toujours télécharger et exécuter cette application sur la plupart des machines Windows, macOS et Linux modernes. Exécuter ce programme et visualiser les collisions est aussi simple que d'installer n'importe quel autre jeu sur Steam. Aucune connaissance en programmation n'est requise.
Ce programme donnera aux utilisateurs un aperçu plus approfondi de la manière dont les détecteurs de particules collectent des données et montrera un aperçu de la science qui sera réalisée à l'EIC. Cela peut être utilisé pour aider à enseigner à quoi sert chaque couche d'un détecteur de particules, quel type de signal chaque type de particule crée dans le détecteur et comment nous pouvons reconstruire la physique de ce qui s'est passé lors de la collision à partir des données brutes enregistrées par le détecteur. .
VIRTUE permet un haut degré de personnalisation. Les données peuvent être facilement mises à jour avec de nouvelles simulations, ou même avec des données réelles une fois l'EIC construit.
L’une des principales motivations de ce programme est de rendre la science de la physique des collisionneurs plus accessible. Des outils comme VIRTUE nous permettent d'informer les étudiants sur ce qui se passe à l'intérieur d'un détecteur de particules et sur la manière dont nous pouvons extraire des informations utiles de ces données pour étudier certaines des lois les plus profondes de la nature. J'ai déjà utilisé ce programme pour aider à présenter les méthodes utilisées en physique des collisionneurs et des détecteurs aux nouveaux chercheurs de premier cycle de notre groupe.
Fourni par l'Université de Californie - Riverside
