Piotr Waldemar Sybilski, mgr
Stypendium 2012/2013
6 grudnia 2012 roku zostałem beneficjentem programu Krok w przyszłość - stypendia dla doktorantów IV edycja. Jest on współfinansowany ze środków Unii Europejskiej w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego. Więcej na ten temat:
Projekt "Krok w przyszłość - stypendia dla doktorantów IV edycja" współfinansowany jest ze środków Unii Europejskiej w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego".
Praca doktorska
Poprzez niekeplerowskie efekty w układach podwójnych gwiazd rozumiem wszystkie efekty obserwowane w krzywych RV oraz w krzywych blasku, które nie wynikają bezpośrednio z praw Keplera. Dotyczy to miedzy innymi: efektów relatywistycznych, pływowych, Rossitera- Mclaughlina. Głównym celem mojej pracy doktorskiej jest zbadanie nachylenia osi obrotu gwiazd, wchodzących w skład układów podwójnych, rozdzielonych, do orbitalnego momentu pędu (innymi słowy nachylenie spin-orbita). Pozwoli to na weryfikacje aktualnych modeli powstawania i ewolucji układów podwójnych.
W swojej pracy wykorzystuje kod do rozdzielenia splatanych widm gwiazd w oparciu o metodę maksimum entropii. Uzyskane poza zaćmieniem wzorce dla gwiazdy A i B są używane do generowania modelowych punktów w zaćmieniu. Uwzględniam w modelowaniu linii widmowych makroturbulencję oraz poszerzenie ciśnieniowe. Rotacja różnicowa, pociemnienie grawitacyjne i brzegowe to efekty, które mogą być włączone do kodu. Może to być potrzebne w wypadku precyzji pomiaru prędkości radialnych na poziomie 1 m/s. Projekt obejmuje już 8 tygodni obserwacji spektroskopowych i 7 tygodni obserwacji fotometrycznych. Fotometria jest zapewniana przez trzy teleskopy z sieci Solaris. Związane z precyzyjna fotometria prace obejmują algorytmy obliczeniowe na kartach graficznych (GPGPU).
Projekt znajduje się obecnie w fazie intensywnych symulacji i wczesnej kampanii obserwacyjnej. Kampania obserwacyjna obejmuje już 4 tygodnie obserwacji spektroskopowych z wykorzystaniem instrumentu Giraffe/Radcliffe 1.9m w RPA oraz 4 noce obserwacji z wykorzystaniem spektrografu HARPS. Jednocześnie prowadzone są obserwacje fotometryczne (Projekt Solaris i teleskopy Skynet). Ponadto projekt ma zapewniony dostęp do spektrografu wysokiej rozdzielczości w Cerro Armazones, w Chile. Posiadamy także dostęp do dużych teleskopów w Chile, dzięki współpracy z dr Krzysztofem Hełminiakiem.
Głównym efektem mojej pracy jest rozprawa doktorska. Ponadto wyniki badan są na bieżąco publikowane w czasopismach międzynarodowych oraz prezentowane na konferencjach. Zebrane dane i wyznaczone parametry dotyczące kilkunastu układów podwójnych zaćmieniowych zostaną umieszczone w publicznie dostępnej bazie danych. Przygotowane w trakcie doktoratu narzędzia znajda zastosowania w innych dziedzinach nauki, a także komercyjne. Narzędzia będą mogły posłużyć do badan na nowopowstających. Pozwoli to na lepsze zrozumienie i modelowanie obserwacji spektroskopowych (1 m/s) i fotometrycznych (1 mmag). Spodziewam się także odkrycia planet okołopodwójnych lub innych masywnych obiektów takich jak brązowe karły czy małomasywne gwiazdy.
Przygotowane w trakcie trwania projektu narzędzia posłużą do kolejnych badan. Bedzie to istotny krok w kierunku lepszego rozumienia i modelowania precyzyjnych obserwacji spektroskopowych (1 m/s) i fotometrycznych układów podwójnych (1 mmag).
Mój doktorat składa się z części instrumentalnej, obserwacyjnej, numerycznej i kooperacyjnej. W ramach tej ostatniej współpracuje z grupami KELT, SuperWASP, HAT, MASTERS nad wspólna publikacja łącząca symulacje, obserwacje i modele numeryczne. Bede w niej pierwszym autorem. Wszystkie dane zostały już zebrane, trwają prace nad numerycznym modelowaniem. Szkic pracy będzie gotowy w tym roku, a publikacja w następnym. W Projekcie Solaris pracuje jako lider zespołu informatycznego, a także jako specjalista związany z modelami numerycznymi chronometrażu. Ta część pracy w najbliższym czasie zaowocuje publikacjami instrumentalnymi. Główna praca łącząca wszystkie ścieżki oraz finalizująca moja prace doktorska jest publikacja na temat nachyleń spin-orbita w wybranych układach podwójnych. Bedzie to wstęp do przeglądu i kolejnych publikacji przekrojowych badających to zagadnienie.
Postępy w przygotowaniu pracy doktorskiej
Mój doktorat opiera się na kilku równoległych i powiązanych ścieżkach pracy astronomicznej. Należą do nich część instrumentalna, obserwacyjna, numeryczna i kooperacyjna. Ta ostatnia część polega na współpracy w małych i dużych zespołach nad wspólnymi przedsięwzięciami i projektami. W jej ramach współpracuje z grupami KELT, SuperWASP, HAT, MASTERS nad wspólna publikacja łącząca symulacje, obserwacje i modele numeryczne. Bede w niej pierwszym autorem. Wszystkie dane zostały już zebrane, trwają prace nad numerycznym modelowaniem. Szkic pracy będzie gotowy w tym roku, a publikacja w następnym. W mniejszym gronie pracuje w Projekcie Solaris, jako lider zespołu informatycznego, a także jako specjalista związany z modelami numerycznymi chronometrażu. Ta część pracy w najbliższym czasie zaowocuje publikacja instrumentalna, w której także będę pierwszym autorem. Jej szkic będzie gotowy na początku kolejnego roku, a wysłana do recenzji zostanie kilka miesięcy później. Na kolejny rok planowana jest także publikacja instrumentalna opisująca numeryczny zestaw narzędzi do obróbki i analizy danych. Bede w niej drugim autorem. Główna praca łącząca wszystkie ścieżki oraz finalizująca moja prace doktorska jest publikacja na temat nachyleń spin-orbita w wybranych układach podwójnych. Bedzie to wstęp do przeglądu i kolejnych publikacji przekrojowych badających to zagadnienie. Aktualnie równolegle prowadzę prace nad kodem, szkicem publikacji oraz ostatnimi obserwacjami do pierwszoautorskiej publikacji. W międzyczasie zajmę się budowa czwartego teleskopu sieci Solaris w Argentynie oraz zapewnieniem płynnego przejścia sieci w tryb pracy w pełni robotyczny. Prace są prowadzone równolegle i pozwalają zapewnić odpowiedni materiał do publikacji.
Korzyści dla województwa, rozwój strategicznych obszarów regionu
Zaawansowane badania, na światowym poziomie w dziedzinie astronomii wymagają zaawansowanego aparatu informatycznego, inżynieryjnego oraz zaplecza komputerowo-technicznego (www.projektsolaris.pl). Doktorat oraz realizowany w ramach doktoratu Projekt Solaris znajdują się pod opieka światowej klasy specjalisty, prof. Macieja Konackiego z PAN. Gwarantuje to najwyższy poziom badan, właściwą popularyzację zagadnienia oraz nowe rozwiązania naukowo-techniczne(RSI 2.2). Skala prac związanych z tematyka doktoratu pozwoliła na nawiązanie i utrzymanie szerokich kontaktów ze środowiskami nie tylko astronomicznymi, ale także informatycznymi i inżynieryjnymi w kraju i na świecie. Automatyczne teleskopy i akwizycja danych to specjalistyczne "know-how" i autorskie rozwiązania. Ich przeniesienie w dziedzinie przemysłu i przedsiębiorczości jest naturalną koleją rzeczy(RSI 6.1.2). Nowe programy komputerowe i algorytmy służące analizie danych, zarzadzaniu globalna siecią robotycznych teleskopów i przetwarzaniu sygnałów opierają się o uniwersalne wzory informacyjne. Przeniesienia, nawet do zdawałoby się bardzo odległych dziedzin jak psychologia, czy systemy stypendialne miały już miejsce i zakończyły się komercyjnym sukcesem (RSI 6.2.1;6.2.2).
Obróbka i gromadzenie bardzo dużych ilości danych wymaga stworzenia autorskich rozwiązań oraz dedykowanej sieci bazodanowej. Powstałe rozwiązania i infrastruktura sprzętowa zostaną wykorzystane w celach komercyjnych, a nowe, modelowe rozwiązania zostaną przeniesione do małych i średnich firm(RSI 6.2.1). Ze względu na dynamiczny rozwój doktoratu oraz prac z nim powiązanych zdecydowałem się na otworzenie własnej firmy, wraz z innym absolwentem UMK, która czerpać będzie bezpośrednie profity z komercjalizacji wyników mojej pracy naukowej (RSI 2.2). Bedzie to miało szczególne znaczenie po przystąpieniu Polski do ESA, gdzie będziemy mogli konkurować o środki dla firm, które pozwolą na komercjalizacje większej liczby wyników mojego doktoratu (RSI6.2.2.)
Tworzone w ramach pracy doktorskiej programy komputerowe, algorytmy analizy, filtrowania oraz modelowania danych znalazły już zastosowanie w produktach komercyjnych. Są to nowoczesne programy, które z powodzeniem mogą konkurować na rynku lokalnym, krajowym i międzynarodowym. Nowe modele numeryczne wykorzystujące do utrzymania obrazu fizycznego oraz obliczeń zespoły kart graficznych wprowadzają nowa jakość pod względem efektywności czasowej jak i energetycznej do informatyki oraz analizy danych.
Sybilla Technologies sp. z o.o., której jestem prezesem, przejęła od zespołu autorskiego Bywar, łączącego środowisko biznesowe oraz naukowe, role promotora i jednostki rozwijającej urządzenia do pomiaru i analizy zmiennych psychofizjologicznych. Są to zmienne mierzone z obwodu ciała i z wykorzystaniem najnowszej aparatury oraz algorytmów pozwalają mierzyć takie czynniki jak poziom stresu czy emocji, jednocześnie dając do dyspozycji firmom i badaczom nowy interfejs człowiek-komputer. Aktualnie pracujemy nad algorytmem oraz sprzętem, który w krótkich przedziałach czasowych byłby w stanie mierzyć poziom stresu oraz znużenia u kierowców.
Prace projektowe i częściowe wykonanie automatyzacji teleskopu dla sieci robotycznych teleskopów to kolejny aspekt mojego doktoratu, który bezpośrednio zaowocuje powstaniem nowych urządzeń. Jest to część instrumentalna mojej pracy doktorskiej. Na tym polu rozwijam współprace z Bydgoska firma UNISAR, czego przykładem jest podpisana ostatnio umowa na przygotowanie oprogramowania dla robotyczną interakcji i sterowania urządzenia przy współpracy z pozostałymi komponentami obserwatorium.
Ze względu na rozmach Projektu Solaris, budowę sieci czterech automatycznych, pół-metrowych (średnica lustra) teleskopów fotometrycznych oraz wykorzystanie istniejących instrumentów do spektroskopii i fotometrii w sposób bezpośredni i pośredni stworzone zostaną nowe miejsca pracy. Centrum gromadzenia, analizy danych oraz kontroli, umiejscowione w Toruniu zapewni stałe miejsca pracy dla kilku osób. Wraz z pracami naukowymi i poszukiwaniem planet postępować będzie kampania informacyjna skierowana do szerokiego grona odbiorców. Poprzez internet, prasę lokalna i krajowa oraz telewizje jest i będzie propagowany nowoczesny projekt astronomiczny na miarę długiej tradycji astronomicznej regionu. Sukces naukowy w prestiżowej dziedzinie naukowej przyczyniłby się do popularyzacji szkolnictwa wyższego, astronomii oraz samej nauki w regionie i kraju.
Poprzez cykl wykładów oraz praktyk i wyjazdów do ośrodków naukowych, i biznesowych poszerzam ogólna wiedze o mojej pracy, a także o możliwościach jej praktycznego wykorzystania. Zaowocowało to współpraca z UKW nad nowymi czujnikami do pomiaru Reakcji Skórno-Galwanicznej redukujących artefakty, w oparciu o moje algorytmy i badania, a także współpraca ze Szczecińskim Parkiem Naukowo-Technologicznym Pomerania w kontekście komercjalizacji gotowych programów astronomicznych.
Lista publikacji
Aktualna lista publikacji jest dostępna tutaj: lista.
Współpraca z biznesem
Główną rolę w komercjalizacji wyników moich badań oraz pracy naukowej pełni firma Sybilal Technologies sp. z .o.o. Najważniejsze produkty powstałe w wyniku tej współpracy i nadal rozwijane to linia urządzeń do monitorowania i analizowania zmiennych psychofizjologicznych z obwodu ciała oraz zestaw narzędzi programistycznych wspomagających pracę i zarządzanie globalnym obserwatorium.