Rahvusvahelise teadlaste meeskonna sõnul on kosmilisi müüone kasutatud sügaval troopiliste tormide sees asuvate struktuuride pildistamiseks. Eesotsas Hiroyuki Tanaka Tokyo ülikoolis kasutas meeskond müoonidetektorite võrku, et tuvastada õhutiheduse erinevusi mitme taifuuni sees. Edasiste täiustuste abil võib nende lähenemisviis anda olulist teavet tõsiste tormide varajase hoiatamise süsteemide jaoks.
Troopilised tsüklonid, nagu taifuunid ja orkaanid, põhjustavad suurel hulgal Maa madalamatel laiuskraadidel suurt kahju – ja mõnikord ka inimohvreid. Seetõttu toetuvad inimesed hoiatussüsteemidele, mis suudavad võimalikult täpselt ennustada tormi tugevust ja trajektoore. Tänapäeval sõltuvad prognoosid suuresti satelliidipiltidest. Need võivad anda üksikasjalikke õhuvaateid arenevatest õhumustritest, kuid pakuvad palju vähem teavet tsüklonites sisalduvate õhurõhu ja -tiheduse 3D-struktuuride kohta. Need omadused on sageli otsustava tähtsusega, et ennustada, kuidas torm tulevikus areneb.
Tanaka meeskond on näidanud, et kiiresti arenevat muograafia tehnikat saab kasutada tormide uurimiseks 3D-s. Nende lähenemisviis kasutab paljusid müüone, mis tekivad kosmiliste kiirte kokkupõrkes atmosfääri ülakihi aatomitega. Enamik neist müüonitest liigub seejärel Maa pinnale, kus neid saab tuvastada.
Sumbumise mõõtmine
Muograafia kasutab ära asjaolu, et mõned müüonid neelduvad Maa detektoritesse liikudes – atmosfäär, meri ja isegi tahked ehitised, näiteks hooned. Füüsikud saavad arvutada kosmiliste müüonite tekkekiiruse, nii et nad teavad, kui palju neid maapinnal oodata, võimaldades seejärel kindlaks teha, kui palju sumbumist teel tekib.
Muograafia mõõdab seda sumbumist ja kasutab seda teavet, et luua pilt sekkuvast struktuurist. Seni on tehnikaga harjunud kujutage interjööri Egiptuse püramiidist ja jälgida vee sügavust Tokyo lahes.
Nüüd on Tanaka ja kolleegid muograafia abil uurinud kaheksat taifuuni, mis tabasid Jaapani linna Kagoshimat aastatel 2016–2021. Nad keskendusid õhu tihedusele tsüklonites – tihedam õhk neelab rohkem müüone.
Vertikaalsed profiilid
Maapinnal asuvate stsintillaatordetektorite võrku kasutades koostasid teadlased tormide õhutiheduse vertikaalsed profiilid, jäädvustades samal ajal tiheduse muutumist ajas. Detektorid näitasid selgelt, kuidas taifuunide soojad madala rõhu all olevad südamikud olid ümbritsetud külma ja kõrge rõhuga välispinnaga. Neid struktuure ei saa tuvastada ainult satelliidipiltidelt.
Prototüübidetektor kasutab kaubakonteinerite skannimiseks kosmilisi müüone
Meeskond täiustab oma detektorivõrku veelgi, mis võimaldab tuvastada atmosfääri müüone mitmest suunast. Selle uuendusega loodavad Tanaka ja tema kolleegid, et muograafia abil saab tuvastada torme isegi 300 km kauguselt ja prognoosida nende edasist arengut reaalajas. Kui see kombineerida satelliidipiltide ja baromeetriliste andmetega, võib see lõppkokkuvõttes viia troopiliste tsüklonite jaoks palju täpsemate varajase hoiatamise süsteemide loomiseni, mis annab kogukondadele eluliselt aega valmistuda peatseteks loodusõnnetusteks.
Uuringut kirjeldatakse artiklis Teaduslikud aruanded.
