โลก ลม และน้ำ: มิวออนจักรวาลช่วยศึกษาภูเขาไฟ พายุไซโคลน และอื่นๆ ได้อย่างไร – Physics World

โลก ลม และน้ำ: มิวออนจักรวาลช่วยศึกษาภูเขาไฟ พายุไซโคลน และอื่นๆ ได้อย่างไร – Physics World

โหนดต้นทาง: 2784662

ไมเคิลอัลเลน เจาะลึกภัยพิบัติทางธรรมชาติในขณะที่เขาพูดคุยกับนักฟิสิกส์ที่ใช้การตรวจเอกซเรย์มิวออนเพื่อทำความเข้าใจภูเขาไฟและพายุหมุนเขตร้อนให้ดียิ่งขึ้น

ภูเขาไฟซากุระจิมะในญี่ปุ่น
ปืนสูบบุหรี่ เอกซเรย์ Muon สามารถใช้เพื่อเรียนรู้เกี่ยวกับโครงสร้างภายในของภูเขาไฟ เช่น ที่นี่ที่ซากุระจิมะในญี่ปุ่น เพื่อทำนายการปะทุในอนาคต (เอื้อเฟื้อโดย: Kimon Berlin, CC BY-SA 2.0)

นักวิทยาศาสตร์และวิศวกรพยายามสร้างระบบเตือนภัยล่วงหน้าที่ดีขึ้นอยู่เสมอ เพื่อลดความเสียหายต่อชีวิตและทรัพย์สินที่เกิดจากภัยพิบัติทางธรรมชาติ เช่น ภูเขาไฟ เทคนิคหนึ่งที่นักวิจัยหันมาสนใจมากขึ้นเรื่อยๆ ก็คือ สวรรค์ส่งมา ในหลายๆ ด้าน มันเกี่ยวข้องกับการใช้มิวออน: อนุภาคย่อยของอะตอมที่เกิดขึ้นเมื่อรังสีคอสมิกซึ่งส่วนใหญ่เป็นโปรตอนพลังงานสูงที่เกิดจากเหตุการณ์ต่าง ๆ เช่นซูเปอร์โนวา ชนกับอะตอมที่อยู่สูงกว่า 15-20 กิโลเมตรในชั้นบรรยากาศของเรา

เรารู้ว่าชั้นบรรยากาศของโลกถูกรังสีคอสมิกปฐมภูมิปะทะอยู่ตลอดเวลา การชนกันทำให้เกิดอนุภาคทุติยภูมิ เช่น อิเล็กตรอน ไพออน นิวตริโน และมิวออน ในความเป็นจริง มิวออนจำนวน 10,000 มิวออนจากรังสีคอสมิกทุติยภูมิเหล่านี้ตกลงมาบนพื้นผิวโลกแต่ละตารางเมตรทุกๆ นาที อนุภาคเหล่านี้มีคุณสมบัติเหมือนกับอิเล็กตรอน แต่มีมวลประมาณ 200 เท่า ซึ่งหมายความว่าพวกมันสามารถเดินทางผ่านโครงสร้างของแข็งได้ไกลกว่าอิเล็กตรอนมาก

แต่สิ่งที่ทำให้มิวออนน่าสนใจในฐานะโพรบก็คือ ปฏิสัมพันธ์ระหว่างมิวออนกับวัสดุที่พวกมันไหลผ่านส่งผลต่อฟลักซ์ของพวกมัน โดยวัตถุที่มีความหนาแน่นมากกว่าจะเบนเบนและดูดซับมิวออนมากกว่าโครงสร้างที่มีความหนาแน่นน้อยกว่าสามารถทำได้ ความแตกต่างของฟลักซ์นี้เองที่ใช้ในการสร้างภาพโครงสร้างภายในของภูเขาไฟด้วยเทคนิคที่เรียกว่า "มิวโอกราฟี" คำนี้ถือกำเนิดขึ้นในปี 2007 โดย ฮิโรยูกิ ทานากะ ที่มหาวิทยาลัยโตเกียวและเพื่อนร่วมงานของเขา ซึ่งเป็นผู้สาธิตครั้งแรกว่าสามารถตรวจจับช่องว่างและโพรงภายในภูเขาไฟได้ด้วยเทคนิค (ดาวเคราะห์โลก. วิทย์. เลตต์. 263 1 2-).

หรือที่เรียกว่าการตรวจเอกซเรย์มิวออน โดยจะใช้เครื่องตรวจจับเพื่อสร้างแผนที่ความหนาแน่นแบบย้อนกลับของวัตถุที่มิวออนผ่านไป จุดที่มิวออนชนกับเซ็นเซอร์มากขึ้นแสดงถึงพื้นที่ที่มีความหนาแน่นน้อยกว่าของโครงสร้าง ในขณะที่มิวออนน้อยลงจะเน้นส่วนที่หนาแน่นกว่า Tanaka และเพื่อนร่วมงานได้พยายามคาดการณ์การปะทุของภูเขาไฟโดยใช้การถ่ายภาพรังสีร่วมกับโครงข่ายประสาทเทียมแบบการเรียนรู้เชิงลึกของ AI ในปี 2020 พวกเขาใช้เทคนิคนี้เพื่อศึกษาภูเขาไฟที่มีการปะทุมากที่สุดในโลก นั่นคือภูเขาไฟซากุระจิมะทางตอนใต้ของญี่ปุ่น (ดูด้านบน) ซึ่งปะทุขึ้นแล้ว 7000 ครั้งในทศวรรษที่ผ่านมา (วิทย์ ตัวแทนจำหน่าย 10 5272).

วาดรูปด้วยมิวออน

Muography มีความคล้ายคลึงกับการถ่ายภาพรังสีมาก ฌาคส์ มาร์โตนักฟิสิกส์อนุภาคจากสถาบันฟิสิกส์แห่ง 2 อินฟินิตี้ (IP2I) ในเมืองลียง ประเทศฝรั่งเศส “มันแทนที่รังสีเอกซ์จากการถ่ายภาพทางการแพทย์ด้วยอนุภาคอื่น ซึ่งก็คือมิวออน” เขากล่าว “โดยพื้นฐานแล้ว Muography นั้นเป็นกระบวนการถ่ายภาพที่สแกนความหนาแน่นของวัตถุในลักษณะเดียวกับการถ่ายภาพด้วยรังสีเอกซ์”

Muography เป็นกระบวนการถ่ายภาพที่สแกนความหนาแน่นของวัตถุในลักษณะเดียวกับการถ่ายภาพด้วยรังสีเอกซ์

สามารถใช้อุปกรณ์ต่างๆ มากมายในการตรวจจับมิวออน ซึ่งส่วนใหญ่ได้รับการพัฒนาโดยเป็นส่วนหนึ่งของการทดลองฟิสิกส์ของอนุภาค เช่น ที่เครื่องชนแฮดรอนขนาดใหญ่ที่ CERN อย่างไรก็ตาม เมื่อพูดถึงการถ่ายภาพภูเขาไฟ เครื่องตรวจจับที่ใช้บ่อยที่สุดประกอบด้วยชั้นของรังสีเรืองแสงวาบ เมื่อมิวออนผ่านเครื่องตรวจจับ แต่ละชั้นจะผลิตแสงแฟลชที่สามารถนำมาใช้ร่วมกันเพื่อสร้างวิถีการเคลื่อนที่ของอนุภาคที่เข้ามาใหม่ได้ เครื่องตรวจจับจะวางอยู่บนทางลาดด้านล่างของภูเขาไฟ และทำมุมเพื่อตรวจจับมิวออนที่ทะลุผ่าน

แต่การถ่ายภาพด้วยภาพไม่เพียงแต่ถูกนำมาใช้เพื่อสร้างภาพโครงสร้างภายในของภูเขาไฟเท่านั้น นักวิจัยยังได้ใช้เทคนิคนี้เพื่อตรวจจับการเปลี่ยนแปลงความหนาแน่นภายในภูเขาไฟที่เชื่อมโยงกับแม็กมาที่เพิ่มขึ้น รวมถึงการเปลี่ยนแปลงรูปร่างของแมกมา กิจกรรมความร้อนใต้พิภพ และความดันในโพรงและท่อร้อยสาย

ภูเขาไฟโผล่ออกมา

จิโอวานนี่ มาซิโดนิโอผู้อำนวยการฝ่ายวิจัยของสถาบันธรณีฟิสิกส์และภูเขาไฟแห่งชาติในกรุงโรม ประเทศอิตาลี อธิบายว่ามีเทคนิคหลักสามประการในการศึกษาและติดตามภูเขาไฟ หนึ่งคือการใช้ข้อมูลแผ่นดินไหว อีกประการหนึ่งคือการวัดการเสียรูปของพื้นดินด้วยดาวเทียม ในขณะที่หนึ่งในสามเกี่ยวข้องกับการวิเคราะห์ธรณีเคมีของของเหลวในภูเขาไฟ

Muography ทำให้สามารถศึกษาพลศาสตร์ของไหลได้เนื่องจากช่วยให้คุณเห็นโครงสร้างภายในของส่วนบนของภูเขาไฟ โดยเฉพาะในภูเขาไฟขนาดเล็ก สิ่งนี้ไม่เพียงเผยให้เห็นเส้นทางที่แม็กนาใช้ในการปะทุในอดีต แต่ยังทำให้สามารถจำลองกิจกรรมที่อาจเกิดขึ้นในระหว่างการปะทุในอนาคตได้ ตัวอย่างเช่น รายละเอียดของเรขาคณิตภายในสามารถแสดงได้ว่าจุดใดของการปะทุที่อาจเกิดขึ้นบนกรวยและความรุนแรงของการปะทุ

Macedonio และเพื่อนร่วมงานกำลังศึกษาโดยใช้ muography เพื่อศึกษา Mount Vesuvius ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของโครงการวิจัยที่เรียกว่า MURAVES (เจ. สถาบัน 15 C03014). ภูเขาไฟวิสุเวียสมีชื่อเสียงจากการล่มสลายของเมืองปอมเปอีและเฮอร์คูเลเนียมของโรมัน ยังคงเป็นภูเขาไฟที่ยังคุกรุ่นอยู่และเป็นอันตราย โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อมีผู้คนจำนวนมากอาศัยอยู่ใกล้ ๆ ในระหว่างการปะทุครั้งสุดท้ายในปี พ.ศ. 1944 ปล่องภูเขาไฟส่วนหนึ่งถูกเหวี่ยงออกจากภูเขาไฟ แต่มีแมกมาหนาแน่นบางส่วนแข็งตัวอยู่ในปล่องภูเขาไฟ

2023-07-อัลเลน-muography_flux

สิ่งที่ MURAVES มุ่งหมายทำคือการเรียนรู้เกี่ยวกับโครงสร้างภายในของภูเขาไฟหลังจากการปะทุในศตวรรษที่ 19 และ 20 เพื่อให้สามารถจำลองพฤติกรรมในอนาคตได้ เนื่องจากภูเขาไฟเป็นสภาพแวดล้อมที่มีการเปลี่ยนแปลงตลอดเวลา โครงสร้างของภูเขาไฟจึงเปลี่ยนแปลงไป โดยเฉพาะในช่วงที่เกิดการระเบิด ซึ่งอาจส่งผลต่อพฤติกรรมของภูเขาไฟในอนาคต

มาซิโดนิโอยังใช้มิวออนเพื่อศึกษา Mount Stromboli ซึ่งเป็นภูเขาไฟที่ยังคุกรุ่นอยู่ในหมู่เกาะ Aeolian นอกชายฝั่งทางเหนือของซิซิลี การศึกษาโครงสร้างภายในของภูเขาไฟทั้งที่ยังคุกรุ่นและดับแล้วสามารถช่วยให้เราเข้าใจพฤติกรรมของภูเขาไฟ และอธิบายว่าทำไมจึงทำให้เกิดการปะทุเล็กหรือใหญ่ “โครงสร้างภายใน ซึ่งเป็นรูปทรงเรขาคณิตของท่อร้อยสาย เป็นตัวแปรสำคัญที่กำหนดพลวัตของภูเขาไฟ” มาซิโดนิโอกล่าว ข้อมูลนี้จากภูเขาไฟที่ยังคุกรุ่นสามารถนำไปใช้เพื่อช่วยจำลองและทำนายว่าภูเขาไฟลูกอื่นจะมีพฤติกรรมอย่างไร

สำหรับ Marteau เขาใช้การถ่ายภาพรังสีเพื่อศึกษาภูเขาไฟ La Soufrière บนเกาะ Basse-Terre ของฝรั่งเศสในทะเลแคริบเบียน Marteau อธิบายว่าโดมที่มีขนาดค่อนข้างเล็กของภูเขาไฟนั้นสามารถถูกทำลายได้ง่ายจากกิจกรรมต่างๆ เช่น แผ่นดินไหวและการเคลื่อนไหวของแมกนา สิ่งนี้สามารถลดความดันในโพรงที่เต็มไปด้วยไอน้ำร้อนและแรงดันสูง ทำให้เกิดสิ่งที่เรียกว่าการปะทุแบบ "phreatic" สิ่งเหล่านี้คือการปะทุของภูเขาไฟที่เกี่ยวข้องกับของเหลวและไอที่มีอุณหภูมิสูง แทนที่จะเป็นแมกมา

แม้ว่าการปะทุดังกล่าวจะไม่เป็นที่รู้จักมากเท่ากับการปะทุที่เกี่ยวข้องกับแมกมา แต่ก็ยังคงมีความรุนแรงและอันตรายได้ ตัวอย่างเช่น ในเดือนกันยายน 2014 ด้านตะวันตกเฉียงใต้ของภูเขาไฟออนทาเกะในญี่ปุ่นได้ปะทุขึ้นโดยไม่มีคำเตือนเล็กน้อย ส่งผลให้มีผู้เสียชีวิต 63 รายที่กำลังเดินป่าบนภูเขา (โลกดาวเคราะห์อวกาศ 68 72). การปะทุของไอน้ำทำให้เกิดกลุ่มควันสูงขนาดมหึมาสูงถึง 11 กิโลเมตร

ในกรณีของภูเขาไฟอย่าง La Soufrière สิ่งที่กำหนดว่าการปะทุจะเกิดขึ้นหรือไม่นั้นอยู่ที่โครงสร้างทางกลของโดม “คุณต้องมีเทคนิคเช่นการถ่ายภาพเพื่อทำความเข้าใจว่าอะไรคือจุดอ่อน” Marteau กล่าว

Muography ยังสามารถใช้เพื่อติดตามพลวัตของของเหลวในภูเขาไฟ เช่น La Soufrière Marteau อธิบายว่าภายในภูเขาไฟหลายแห่ง มีของเหลวจำนวนมากไหลเวียนระหว่างโพรงต่างๆ แม้ว่าของเหลวอาจเป็นของเหลว แต่การเพิ่มขึ้นของกิจกรรมแมกมาและความร้อนที่อยู่ลึกเข้าไปในภูเขาไฟก็สามารถทำให้พวกมันกลายเป็นไอน้ำได้

ด้วยการถ่ายภาพมิวโอกราฟี คุณสามารถสังเกตการเปลี่ยนแปลงของพลศาสตร์ของไหลภายในโดมได้ ตัวอย่างเช่น หากของเหลวในช่องหนึ่งเปลี่ยนเป็นไอน้ำ ความหนาแน่นจะลดลง และมิวออนฟลักซ์จะเพิ่มขึ้น

การเปลี่ยนแปลงดังกล่าว เช่น การเติมไอน้ำเข้าไปในโพรงภายใต้ความกดดัน เป็นสิ่งที่อาจทำให้เกิดการระเบิดได้ “นี่คือสิ่งที่คุณสามารถติดตามได้แบบเรียลไทม์ด้วยการถ่ายภาพมิวโอกราฟี และนี่เป็นเทคนิคเดียวที่สามารถทำได้” Marteau กล่าว

ในปี 2019 Marteau และเพื่อนร่วมงานของเขาได้แสดงให้เห็นว่าการถ่ายภาพรังสีร่วมกับการตรวจวัดสัญญาณรบกวนจากแผ่นดินไหวสามารถตรวจจับการเปลี่ยนแปลงอย่างกะทันหันของกิจกรรมความร้อนใต้พิภพในโดมของภูเขาไฟ La Soufrière (วิทย์ ตัวแทนจำหน่าย 9 3079).

กระแสน้ำก่อนเกิดพายุ

Tanaka ผู้บุกเบิกการใช้มิวออนในการถ่ายภาพภูเขาไฟ ปัจจุบันได้ตั้งเป้าไปที่ภัยธรรมชาติที่เป็นอันตรายอีกอย่างหนึ่ง: พายุไซโคลนเขตร้อน. พายุหมุนเหล่านี้มีความเร็วมากกว่า 120 กิโลเมตรต่อชั่วโมง ทำให้เกิดความเสียหายต่อทรัพย์สินจำนวนมหาศาล และมีส่วนทำให้มีผู้เสียชีวิตจำนวนมากทุกปี พวกมันมีต้นกำเนิดมาจากมหาสมุทรเขตร้อน และรู้จักกันในชื่อพายุเฮอริเคน ไต้ฝุ่น หรือเรียกง่ายๆ ก็คือ พายุไซโคลน ขึ้นอยู่กับว่าพวกมันเกิดขึ้นที่ไหนในโลก

พายุไซโคลน

พายุไซโคลนเกิดขึ้นเมื่ออากาศความกดอากาศต่ำถูกทำให้ร้อนเหนือมหาสมุทรเขตร้อนอันอบอุ่น เมื่อเวลาผ่านไป สิ่งนี้จะสร้างคอลัมน์อากาศอุ่นและชื้นขึ้นอย่างรวดเร็ว ทำให้เกิดความกดอากาศต่ำบริเวณผิวมหาสมุทร สิ่งนี้จะช่วยเพิ่มความแข็งแกร่งให้กับกระแสการพาความร้อน นำไปสู่การพัฒนาระบบพายุหมุนที่ทรงพลังซึ่งแข็งแกร่งขึ้นเรื่อยๆ

ปัจจุบันพายุโซนร้อนเหล่านี้ได้รับการพยากรณ์ ติดตาม และติดตามโดยใช้ดาวเทียม เรดาร์ และข้อมูลสภาพอากาศอื่นๆ เครื่องบินเสริมสามารถบินผ่านเพื่อรวบรวมข้อมูล เช่น ความกดอากาศ แต่เทคนิคเหล่านี้ไม่ได้ให้รายละเอียดใดๆ เกี่ยวกับความแตกต่างของความกดอากาศและความหนาแน่นตลอดทั้งไซโคลน การไล่ระดับสีเหล่านี้เองที่ขับเคลื่อนกระแสการพาความร้อนและความเร็วลม

บนเกาะคิวชู - ทางตอนใต้สุดของเกาะหลักทั้งห้าแห่งของญี่ปุ่นและจุดร้อนสำหรับพายุไซโคลน - ตอนนี้ทานากะและทีมงานของเขากำลังตรวจสอบว่าการเปลี่ยนแปลงของมิวออนฟลักซ์สามารถแสดงความแตกต่างของความหนาแน่นและความดันอากาศในพายุไซโคลนได้อย่างไร โดยให้ข้อมูลเกี่ยวกับความเร็วลมและพายุ ความแข็งแกร่ง. ตามข้อมูลของ Tanaka เครือข่ายเครื่องตรวจจับรังสีชนิดเรืองแสงวาบบนเกาะคิวชูสามารถถ่ายภาพพายุได้ไกลออกไปประมาณ 150 กิโลเมตร สิ่งนี้เป็นไปได้เพราะในขณะที่รังสีคอสมิกบางดวงเข้าสู่ชั้นบรรยากาศในแนวตั้ง รังสีคอสมิกบางดวงก็ชนในแนวนอนมากกว่ามาก ทำให้เกิดมิวออนที่บินมายังโลกในมุมที่ตื้นมาก และสามารถเดินทางได้ไกลถึง 300 กม. ก่อนที่จะตกสู่พื้น

อากาศที่หนาแน่นกว่าจะดูดซับมิวออนได้มากขึ้น ดังนั้นฟลักซ์ของพวกมันจึงช่วยวัดความหนาแน่น รวมถึงความดันและอุณหภูมิของอากาศ ณ จุดต่างๆ ตลอดไซโคลน ด้วยเหตุนี้ ทีมงานของทานากะจึงสามารถสร้างภาพการไล่ระดับอุณหภูมิและความดันภายในพายุไซโคลนได้ “[การใช้เทคนิคนี้] เราสามารถวัดความเร็วลมในแนวนอนและแนวตั้งภายในพายุไซโคลนได้” ทานากะซึ่งทีมงานของเขาได้ใช้การถ่ายภาพรังสีเพื่อสังเกตพายุหมุนแปดลูกที่เข้าใกล้เมืองคาโกชิมะกล่าว ภาพถ่ายที่ได้จับภาพแกนความกดอากาศต่ำที่อบอุ่นของพายุไซโคลน ซึ่งล้อมรอบด้วยอากาศที่มีความกดอากาศสูงที่หนาแน่นกว่า เย็นกว่า (วิทย์ ตัวแทนจำหน่าย 12 16710).

แผนผังภายในพายุไซโคลน

การใช้เครื่องตรวจจับมิวออนมากขึ้น ทานากะหวังว่าจะสามารถสร้างภาพ 3 มิติที่มีรายละเอียดมากขึ้นของโครงสร้างพลังงานภายในพายุไซโคลนได้ “ฉันคาดการณ์ว่าด้วยการถ่ายภาพมิวโอกราฟี เราสามารถทำนายได้ว่าพายุไซโคลนจะรุนแรงเพียงใด และฝนจะตกลงสู่พื้นดินมากน้อยเพียงใด” ทานากะกล่าว “นี่อาจเป็นสิ่งที่สามารถนำมาใช้กับระบบเตือนภัยล่วงหน้าได้”

กระแสน้ำเปลี่ยน

ทานากะยังใช้การถ่ายภาพรังสีเพื่อวัดอันตรายอื่นที่เชื่อมโยงกับพายุไซโคลน: อุกกาบาตสึนามิ ย่อมาจาก สึนามิอุตุนิยมวิทยา เกิดขึ้นในแหล่งน้ำแบบปิดหรือกึ่งปิด เช่น อ่าวและทะเลสาบ ต่างจากสึนามิซึ่งเป็นผลมาจากแผ่นดินไหว โดยมีสาเหตุจากการเปลี่ยนแปลงอย่างกะทันหันของความกดอากาศหรือลม เช่น ที่เกิดจากพายุไซโคลนและแนวสภาพอากาศ

ความผันผวนของน้ำที่รุนแรงของอุกกาบาตสึนามิอาจกินเวลาตั้งแต่ไม่กี่นาทีไปจนถึงหลายชั่วโมง และอาจสร้างความเสียหายร้ายแรงได้ ตัวอย่างเช่น มีผู้ได้รับบาดเจ็บ 75 คนเมื่อวันที่ 4 กรกฎาคม พ.ศ. 1992 เมื่อสึนามิถล่มเดย์โทนาบีชทางตะวันออกของฟลอริดาในสหรัฐอเมริกา (แนท. อันตราย 74 1 9-). ด้วยคลื่นที่สูงถึง XNUMX เมตร สึนามิอุกกาบาตจึงเกิดจากแนวพายุ ซึ่งเป็นระบบพายุฝนฟ้าคะนองที่เคลื่อนที่อย่างรวดเร็ว

เครื่องตรวจจับความลึกใต้ทะเลใต้ทะเลอ่าวโตเกียว (TS-HKMSDD) เป็นเครื่องตรวจจับมิวออนประเภทต่างๆ ที่ติดตั้งในอุโมงค์ถนนยาว XNUMX กิโลเมตรใต้อ่าวโตเกียว เซ็นเซอร์จะตรวจวัดมิวออนที่ไหลผ่านน้ำด้านบน

ในเดือนกันยายน พ.ศ. 2021 พายุไซโคลนลูกหนึ่งเคลื่อนตัวผ่านมหาสมุทรแปซิฟิก ห่างจากอ่าวโตเกียวไปทางใต้ประมาณ 400 กม. เมื่อพายุผ่านไป คลื่นขนาดใหญ่เคลื่อนตัวผ่านอ่าวโตเกียว และจำนวนมิวออนที่ตรวจพบโดย TS-HKMSDD มีความผันผวน ปริมาณน้ำที่เพิ่มขึ้นทำให้มิวออนกระจัดกระจายและสลายตัวมากขึ้น และจำนวนที่ไปถึงเครื่องตรวจจับก็ลดลง เมื่อทีมงานตรวจสอบข้อมูลมิวออน พวกเขาพบว่าข้อมูลดังกล่าวใกล้เคียงกันกับการวัดจากมาตรวัดระดับน้ำ (วิทย์ ตัวแทนจำหน่าย 12 6097).

เครื่องตรวจจับมิวออน

ในการวัดคลื่น เครื่องตรวจจับไม่จำเป็นต้องอยู่ในอุโมงค์ใต้แหล่งน้ำ “เราสามารถตรวจจับได้ทุกที่ในพื้นที่ใต้ดินใกล้ชายทะเล” เขาอธิบาย ซึ่งอาจรวมถึงอุโมงค์ถนนและรถไฟใต้ดินใกล้แนวชายฝั่ง และพื้นที่ใต้ดินอื่นๆ เช่น ลานจอดรถและชั้นใต้ดินเชิงพาณิชย์

เช่นเดียวกับพายุไซโคลน การตรวจจับอุกกาบาตสึนามิจะต้องอาศัยเครื่องตรวจจับที่ตรวจจับมิวออนที่เคลื่อนที่ในมุมตื้นผ่านชั้นบรรยากาศ จากนั้นจึงผ่านน้ำและแนวชายฝั่ง ตามข้อมูลของ Tanaka การตั้งค่าดังกล่าวสามารถวัดระดับน้ำได้ไกลจากชายฝั่งประมาณ XNUMX-XNUMX กิโลเมตร “เราไม่ต้องการที่จะรู้ว่าช่วงเวลาที่ [อุกกาบาตสึนามิ] มาถึง” เขากล่าว “เราอยากรู้ก่อนที่มันจะถึงฝั่ง”

ทานากะเชื่อว่าระบบดังกล่าวสามารถใช้เพื่อวัดระดับน้ำขึ้นน้ำลงและสร้างเครือข่ายตรวจสอบกระแสน้ำที่หนาแน่นได้ ท้ายที่สุดแล้ว เครื่องตรวจจับมิวออนมีข้อได้เปรียบเหนือมาตรวัดน้ำขึ้นน้ำลงแบบกลไกอย่างหนึ่ง นั่นคือ พวกมันไม่ได้สัมผัสกับน้ำ ทำให้มีความน่าเชื่อถือมากขึ้นเนื่องจากไม่เสื่อมสภาพตามกาลเวลาและไม่ได้รับความเสียหายจากพายุใหญ่ ในความเป็นจริง TS-HKMSDD ในอุโมงค์ Aqua-Line ของอ่าวโตเกียว วัดอย่างต่อเนื่องเป็นเวลาหนึ่งปีโดยไม่มีข้อมูลที่ขาดหายไปแม้แต่วินาทีเดียว ใครจะคิดว่า Muon ผู้ต่ำต้อยสามารถทำอะไรได้มากมายเพื่อเตรียมเราให้พร้อมรับมือกับภัยพิบัติทางธรรมชาติ

ประทับเวลา:

เพิ่มเติมจาก โลกฟิสิกส์

เคยรู้สึกว่าประสบการณ์ของมนุษย์ทั่วไปของคุณกำลังถูกลดทอนสิทธิ์หรือไม่? มันเป็นความผิดของ 'ผู้จุดไฟทางวิทยาศาสตร์'

โหนดต้นทาง: 1764857
ประทับเวลา: พฤศจิกายน 30, 2022