Изменение количества мюонов, регистрируемых чувствительными детекторами, указывает на колебания поверхности моря и позволяет подготовиться к наплыву разрушительной волны.
В густонаселенных прибрежных районах цунами представляют серьезную опасность из-за непредсказуемости их появления. Для своевременного обнаружения угрозы и принятия мер используют инструменты и методы наблюдения за возникновением волн.
С изменением уровня воды работают спутники, плавучие буи, измерители высоты приливов. колебаний магнитного поляЗемля. Новым и, быть может, самым удобным средством наблюдения за цунами могут оказаться… детектиры мюонов. О первой подобной работе повествует… статьеРабота Хироюки Танаки и соратников вышла в журнале. Scientific Reports.
МюоныПодвижные и нестабильные элементарные частицы возникают при столкновении высокоэнергетических космических лучей с верхними слоями земной атмосферы, порождая множество вторичных частиц. Мюоны быстро распадаются, но обладают высокой проникающей способностью, пройдя сквозь толщи вещества прежде чем исчезнуть. Ежесекундно сотни тысяч мюонов пролетают через наше тело.
Чтобы регистрировать эти частицы применяют детекторные установки, находящиеся под земной поверхностью. К примеру, TS-HKMSDD, которым занимались японские исследователи, размещен в тоннелях подводного транспортного тоннеля. Tokyo Bay Aqua-Line, проходящего под дном Токийского залива.
Чувствительный прибор регистрирует слабые изменения количества мюонов, попадающих в детекторы. Эти изменения связаны с перемещением воды на пути частиц. Несмотря на высокую проникающую способность мюонов, чем больше толща жидкости они проходят, тем больше частиц рассеивается по пути. Именно эти колебания позволили японским ученым обнаружить приближение цунами.
Исследователи проанализировали данные TS-HKMSDD, собранные в сентябре 2021 года во время цунами средней силы, которое прошло в 400 километрах к югу от Токийского залива. В этот период детекторы зафиксировали колебания мюонов, что позволило с высокой точностью предсказать приход волны в режиме реального времени. словамЭтот метод превосходит обычные варианты своей скоростью и экономичностью, да и техника, для его осуществления, несложна в эксплуатации.
Мюонные детекторы — точные инструменты небольшого размера, около нескольких метров. В Токийском заливе установлено около 20 таких детекторов, а всего планируется более 500. Это позволяет размещать установки в многих регионах, где существует угроза внезапного цунами. Новое направление уже испытывают ученые в Финляндии и Великобритании.