कॉस्मिक म्यून्स उष्णकटिबंधीय चक्रवातों के अंदरूनी हिस्सों की जांच करते हैं

शोधकर्ताओं की एक अंतरराष्ट्रीय टीम के अनुसार, उष्णकटिबंधीय तूफानों के भीतर गहरी संरचनाओं की छवि बनाने के लिए कॉस्मिक म्यूऑन का उपयोग किया गया है। के नेतृत्व में हिरोयुकी तनाका टोक्यो विश्वविद्यालय में, टीम ने कई टाइफून के भीतर वायु घनत्व में अंतर की पहचान करने के लिए म्यूऑन डिटेक्टरों के एक नेटवर्क का उपयोग किया। आगे के सुधारों के माध्यम से, उनका दृष्टिकोण गंभीर तूफानों के लिए प्रारंभिक चेतावनी प्रणालियों के लिए महत्वपूर्ण जानकारी प्रदान कर सकता है।

टाइफून और तूफान जैसे उष्णकटिबंधीय चक्रवात पृथ्वी के निचले अक्षांशों के एक विस्तृत क्षेत्र में बहुत अधिक नुकसान पहुंचाते हैं - और कभी-कभी जीवन की हानि भी होती है। परिणामस्वरूप, लोग चेतावनी प्रणालियों पर भरोसा करते हैं जो तूफान की ताकत और प्रक्षेपवक्र का यथासंभव सटीक अनुमान लगा सकते हैं। आज, पूर्वानुमान उपग्रह चित्रों पर बहुत अधिक निर्भर करते हैं। ये विकसित हो रहे वायु पैटर्न के विस्तृत हवाई दृश्य प्रदान कर सकते हैं लेकिन चक्रवातों के भीतर निहित वायु दबाव और घनत्व की 3डी संरचनाओं के बारे में बहुत कम जानकारी प्रदान करते हैं। भविष्य में तूफान कैसे विकसित होगा इसकी भविष्यवाणी करने के लिए ये विशेषताएं अक्सर महत्वपूर्ण होती हैं।

तनाका की टीम ने दिखाया है कि म्यूओग्राफ़ी की तेजी से विकसित हो रही तकनीक का उपयोग 3डी में तूफानों का अध्ययन करने के लिए किया जा सकता है। उनका दृष्टिकोण ऊपरी वायुमंडल में ब्रह्मांडीय किरणों के परमाणुओं से टकराने पर उत्पन्न होने वाले म्यूऑन की भीड़ का उपयोग करता है। इनमें से अधिकांश म्यूऑन फिर पृथ्वी की सतह पर चले जाएंगे, जहां उनका पता लगाया जा सकेगा।

क्षीणन मापना

म्यूओग्राफ़ी इस तथ्य का लाभ उठाती है कि कुछ म्यूऑन पृथ्वी पर डिटेक्टरों तक यात्रा करते समय अवशोषित हो जाते हैं - वायुमंडल, समुद्र और यहां तक ​​कि इमारतों जैसी ठोस संरचनाओं द्वारा भी। भौतिक विज्ञानी उस दर की गणना कर सकते हैं जिस पर ब्रह्मांडीय म्यूऑन उत्पन्न होते हैं, ताकि वे जान सकें कि जमीन पर कितने म्यूऑन की उम्मीद की जा सकती है - जिससे यह निर्धारित करने की अनुमति मिलती है कि रास्ते में कितना क्षीणन होता है।

म्यूओग्राफ़ी इस क्षीणन को मापती है और उस जानकारी का उपयोग हस्तक्षेपकारी संरचना की एक छवि बनाने के लिए करती है। अब तक, तकनीक का उपयोग किया गया है आंतरिक छवि मिस्र के पिरामिड का और पानी की गहराई की निगरानी करें टोक्यो खाड़ी में.

अब, तनाका और उनके सहयोगियों ने 2016-2021 में जापानी शहर कागोशिमा में आए आठ तूफानों का अध्ययन करने के लिए म्यूओग्राफ़ी का उपयोग किया है। उन्होंने चक्रवातों के भीतर हवा के घनत्व पर ध्यान केंद्रित किया - सघन हवा अधिक म्यूऑन को अवशोषित करती है।

लंबवत प्रोफ़ाइल

जमीन पर सिंटिलेटर डिटेक्टरों के एक नेटवर्क का उपयोग करते हुए, शोधकर्ताओं ने घनत्व के समय के विकास को कैप्चर करते हुए, तूफानों के भीतर वायु घनत्व की ऊर्ध्वाधर प्रोफाइल बनाई। डिटेक्टरों ने स्पष्ट रूप से दिखाया कि टाइफून में गर्म, कम दबाव वाले कोर ठंडे, उच्च दबाव वाले बाहरी हिस्सों से कैसे घिरे हुए थे। इन संरचनाओं का केवल उपग्रह चित्रों में पता नहीं लगाया जा सकता है।

टीम अपने डिटेक्टर नेटवर्क में और सुधार कर रही है, जो कई दिशाओं से वायुमंडलीय म्यूऑन का पता लगाने की अनुमति देगा। इस अपग्रेड के साथ, तनाका और सहकर्मियों को उम्मीद है कि म्यूओग्राफ़ी का उपयोग 300 किमी दूर से तूफानों को देखने के लिए किया जा सकता है, और वास्तविक समय में उनके भविष्य के विकास की भविष्यवाणी की जा सकती है। यदि इसे उपग्रह चित्रों और बैरोमीटर के डेटा के साथ जोड़ दिया जाए, तो यह अंततः उष्णकटिबंधीय चक्रवातों के लिए कहीं अधिक सटीक प्रारंभिक चेतावनी प्रणाली को जन्म दे सकता है - जो समुदायों को आसन्न प्राकृतिक आपदाओं के लिए तैयार होने के लिए महत्वपूर्ण समय प्रदान करता है।

में अनुसंधान वर्णित है वैज्ञानिक रिपोर्ट.