Cosmic muons ถูกใช้เพื่อสร้างภาพโครงสร้างที่อยู่ลึกเข้าไปในพายุโซนร้อน ตามที่ทีมนักวิจัยนานาชาติระบุ นำโดยฮิโรยูกิ ทานากะแห่งมหาวิทยาลัยโตเกียว ทีมงานใช้เครือข่ายเครื่องตรวจจับมูออนเพื่อระบุความแตกต่างของความหนาแน่นของอากาศภายในพายุไต้ฝุ่นหลายลูก ด้วยการปรับปรุงเพิ่มเติม แนวทางของพวกเขาสามารถให้ข้อมูลที่สำคัญสำหรับระบบเตือนภัยล่วงหน้าสำหรับพายุรุนแรงพายุหมุนเขตร้อน เช่น ไต้ฝุ่นและเฮอริเคนสร้างความเสียหายอย่างใหญ่หลวง และบางครั้งอาจสูญเสียชีวิตไปทั่ว
ทั้งบริเวณละติจูดล่างของโลก เป็นผลให้ผู้คนพึ่งพาระบบเตือนภัย
ที่สามารถทำนายความแรงของพายุและวิถีการเคลื่อนที่ได้อย่างแม่นยำที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ ทุกวันนี้ การพยากรณ์อาศัยภาพถ่ายดาวเทียมเป็นอย่างมาก สิ่งเหล่านี้สามารถให้มุมมองทางอากาศโดยละเอียดของรูปแบบอากาศที่เปลี่ยนแปลง แต่ให้ข้อมูลเกี่ยวกับโครงสร้าง 3 มิติของความกดอากาศและความหนาแน่นที่อยู่ภายในพายุไซโคลนน้อยกว่ามาก คุณลักษณะเหล่านี้มักมีความสำคัญต่อการทำนายว่าพายุจะพัฒนาไปอย่างไรในอนาคต
ทีมงานของทานากะได้แสดงให้เห็นว่าเทคนิคมิวโอกราฟีที่พัฒนาอย่างรวดเร็วสามารถนำมาใช้เพื่อศึกษาพายุในแบบ 3 มิติได้ วิธีการของพวกเขาใช้มิวออนจำนวนมากที่เกิดขึ้นเมื่อรังสีคอสมิกชนกับอะตอมในบรรยากาศชั้นบน มิวออนเหล่านี้ส่วนใหญ่จะเดินทางไปยังพื้นผิวโลก ซึ่งสามารถตรวจจับพวกมันได้
การวัดการลดทอน Muography ใช้ประโยชน์จากข้อเท็จจริงที่ว่ามิวออนบางส่วนถูกดูดซับขณะที่พวกมันเดินทางไปยังเครื่องตรวจจับบนโลก – จากชั้นบรรยากาศ ทะเล หรือแม้แต่ตามโครงสร้างที่มั่นคง เช่น อาคาร นักฟิสิกส์สามารถคำนวณอัตราการผลิตมิวออนของคอสมิกได้ ดังนั้นพวกเขาจึงรู้ว่าจะมีจำนวนเท่าใดที่คาดว่าจะเกิดขึ้นบนพื้น – จากนั้นจึงกำหนดได้ว่าจะเกิดการลดทอนมากน้อยเพียงใดระหว่างทาง
Muography วัดการลดทอนนี้และใช้ข้อมูลนั้นเพื่อสร้างภาพของโครงสร้างที่แทรกแซง จนถึงปัจจุบัน มีการใช้เทคนิคนี้ในการถ่ายภาพภายในพีระมิดอียิปต์และตรวจสอบความลึกของน้ำในอ่าวโตเกียว
ตอนนี้ Tanaka และเพื่อนร่วมงานได้ใช้ muography เพื่อศึกษาพายุไต้ฝุ่นแปดลูกที่พัดถล่มเมือง Kagoshima ของญี่ปุ่นในปี 2559-2564 พวกเขามุ่งเน้นไปที่ความหนาแน่นของอากาศ
ภายในไซโคลน โดยอากาศที่หนาแน่นกว่าจะดูดซับมิวออนได้มากขึ้น
การใช้เครือข่ายเครื่องตรวจจับประกายไฟบนพื้นดิน นักวิจัยได้สร้างโปรไฟล์แนวตั้งของความหนาแน่นของอากาศภายในพายุ ขณะเดียวกันก็จับเวลาวิวัฒนาการของความหนาแน่น เครื่องตรวจจับแสดงให้เห็นอย่างชัดเจนว่าแกนกลางที่อบอุ่นและมีความกดอากาศต่ำในพายุไต้ฝุ่นถูกล้อมรอบด้วยภายนอกที่มีความหนาวเย็นและมีความกดอากาศสูง โครงสร้างเหล่านี้ไม่สามารถตรวจจับได้จากภาพถ่ายดาวเทียมเพียงอย่างเดียว
ทีมงานกำลังปรับปรุงเครือข่ายเครื่องตรวจจับเพิ่มเติม ซึ่งจะช่วยให้สามารถตรวจจับมิวออนในชั้นบรรยากาศได้จากหลายทิศทาง ด้วยการอัปเกรดนี้ Tanaka และเพื่อนร่วมงานหวังว่าจะสามารถใช้ muography เพื่อตรวจจับพายุจากระยะไกลถึง 300 กม. และคาดการณ์การพัฒนาในอนาคตได้แบบเรียลไทม์ หากรวมกับภาพถ่ายดาวเทียมและข้อมูลความกดอากาศ ในที่สุดอาจนำไปสู่ระบบเตือนภัยล่วงหน้าสำหรับพายุหมุนเขตร้อนที่แม่นยำยิ่งขึ้น ซึ่งช่วยให้ชุมชนมีเวลาสำคัญในการเตรียมพร้อมสำหรับภัยพิบัติทางธรรมชาติที่ใกล้เข้า
ด้วยการใช้ปัญญาประดิษฐ์ ทีมนักฟิสิกส์นานาชาติได้แสดงให้เห็นว่าสมการนับพันที่จำเป็นในการสร้างแบบจำลองระบบอันซับซ้อนของอิเล็กตรอนที่มีปฏิสัมพันธ์สามารถลดลงเหลือเพียงสี่ตัว สิ่งนี้ทำได้โดยใช้การเรียนรู้ของเครื่องเพื่อระบุรูปแบบที่ซ่อนอยู่ก่อนหน้านี้ในระบบสมการ เทคนิคนี้สามารถนำมาใช้เพื่อลดความพยายามอย่างมากในการคำนวณคุณสมบัติทางอิเล็กทรอนิกส์ ทีมงานซึ่งนำโดยDomenico Di Santeจาก University of Bologna ซึ่งเป็นนักวิจัยที่เยี่ยมชมสถาบัน Flatiron ในนิวยอร์กซิตี้กล่าว
ปฏิสัมพันธ์เชิงควอนตัมระหว่างอิเล็กตรอนภายใต้คุณสมบัติของสสาร และในศตวรรษที่ผ่านมา นักฟิสิกส์ได้พัฒนาเครื่องมือทางคณิตศาสตร์และการคำนวณเพื่อเพิ่มความเข้าใจในระบบต่างๆ ตั้งแต่อะตอมเดี่ยวไปจนถึงวัสดุของแข็ง แบบจำลองเหล่านี้ต้องพิจารณาสิ่งกีดขวาง ซึ่งเป็นปรากฏการณ์ควอนตัมที่ช่วยให้ความสัมพันธ์ระหว่างอิเล็กตรอนแข็งแกร่งกว่าที่มีอยู่ในฟิสิกส์คลาสสิก
เครื่องมือทางคณิตศาสตร์อันทรงพลังสำหรับศึกษาว่าปฏิกิริยาควอนตัมระหว่างอิเล็กตรอนในวัสดุส่งผลต่อคุณสมบัติระดับมหภาคของวัสดุอย่างไรคือกลุ่มรีนอร์มัลไลเซชัน อย่างไรก็ตาม วิธีการนี้ยังคงมาพร้อมกับความท้าทายมหาศาลที่เกี่ยวข้องกับการแก้สมการเชิงอนุพันธ์คู่ขนานขนาดใหญ่ อาจต้องใช้สมการหลายพันหรือหลายล้านชุด
กระโดดไปได้เลย
ในการศึกษาของพวกเขา ทีมของ Di Sante ได้พิจารณาว่าความซับซ้อนของกลุ่มการทำให้เป็นปกติสามารถลดลงได้อย่างไรโดยใช้การเรียนรู้ของเครื่องเพื่อระบุรูปแบบที่ซ่อนอยู่ภายในกลุ่มสมการขนาดใหญ่ ซึ่งเป็นรูปแบบที่รอดพ้นจากการสังเกตของนักวิจัยมนุษย์ ในการสำรวจแนวคิดนี้ พวกเขาได้พิจารณาแบบจำลองฮับบาร์ด 2 มิติในอุดมคติ ซึ่งอิเล็กตรอน “กระโดด” ระหว่างช่องตาข่ายที่อยู่ติดกันในวัสดุแข็ง
แนะนำ : รีวิวซีรี่ย์เกาหลี | ลายสัก | รีวิวร้านอาหาร | โทรศัพท์มือถือ ราคาถูก | เรื่องย่อหนัง
