นักวิทย์ “ใช้รังสีคอสมิก” แสกนลงไปใต้พีระมิดอียิปต์ เป็นครั้งแรกของโลก

อนุภาคย่อยของอะตอมที่เกิดจากการชนกันของรังสีคอสมิกถูกนำมาใช้เพื่อสร้าง “จีพีเอสชนิดใหม่” ในการวิจัยใหม่ นักวิทยาศาสตร์จากมหาวิทยาลัยโตเกียวได้แสดงให้เห็นว่าพวกเขาใช้รังสีคอสมิกเหล่านี้เพื่อนำทางไปยังส่วนลึกใต้อาคารในชั้นใต้ดินได้อย่างไร ซึ่งเป็นสิ่งที่ GPS ธรรมดาไม่สามารถทำได้

มิวออนถูกสร้างขึ้นเมื่อรังสีคอสมิกพลังงานสูงพุ่งเข้าชนอะตอมในชั้นบรรยากาศของโลก
เครดิตรูปภาพ: Jurik Peter/Shutterstock.com

ความสำเร็จครั้งนี้ต้องยกให้พระเอกของงาน อนุภาคมิวออน อนุภาคพลังงานสูงที่เกิดขึ้นโดยรังสีคอสมิกชนกับอะตอมในชั้นบรรยากาศของโลก ทำให้มิวออน “ตกลง” สู่พื้นโลกในลักษณะฝนตกอย่างต่อเนื่อง ประมาณ 10,000 ครั้งต่อตารางเมตรต่อนาที และเคลื่อนที่ด้วยความเร็วเท่ากันไม่ว่าจะเดินทางผ่านอากาศ น้ำ หรือหินก็ตาม 

ซึ่งวิธีการนี้เคยใช้เพื่อแสกนลึกเข้าไปใต้พีระมิดอียิปต์โบราณ และก้นปล่องภูเขาไฟ และนั่นเป็นครั้งแรกของโลก

ศาสตราจารย์ฮิโรยูกิ ทานากะ ผู้เขียนการศึกษาจาก Muographix แห่งมหาวิทยาลัยโตเกียว กล่าวว่า “มิวออนรังสีคอสมิกตกลงบนพื้นโลกเท่าๆ กัน และเดินทางด้วยความเร็วเท่ากันเสมอไม่ว่าจะเคลื่อนที่ผ่านสิ่งใดก็ตาม ทะลุทะลวงแม้กระทั่งก้อนหินหลายกิโลเมตร” “ตอนนี้ ด้วยการใช้มิวออน เราได้พัฒนา GPS รูปแบบใหม่ ซึ่งเราเรียกว่าระบบระบุตำแหน่งแบบมิวโอเมตริก (muPS) ซึ่งทำงานใต้ดิน ในร่ม และใต้น้ำ”

รังสีคอสมิกที่แผ่ลงมาบนโลกตลอดเวลา เครดิตรูปภาพ: ©2015 Hiroyuki KM Tanaka

อุปกรณ์ GPS ทั่วไปใช้ข้อมูลจากดาวเทียมเพื่อค้นหาจุดเฉพาะบนโลกในกระบวนการที่เรียกว่า กล่าวง่ายๆ ก็คือ อุปกรณ์ GPS สามารถค้นหาตำแหน่งบนโลกได้โดยการคำนวณระยะทางจากดาวเทียม A ดาวเทียม B และอื่นๆ วิธีการใหม่นี้ทำงานบนหลักการที่คล้ายกัน แต่ใช้เซ็นเซอร์ตรวจจับมิวออนเป็นจุดอ้างอิงแทนดาวเทียมในวงโคจรระดับต่ำของโลก

นักวิจัยได้ทำการทดลองโดยวางสถานีอ้างอิงตรวจจับมิวออน 4 สถานีไว้ที่ชั้น 6 ของอาคาร ขณะที่คนๆ หนึ่งนำเครื่องตรวจจับรับสัญญาณไปที่ชั้นใต้ดิน ขณะที่แต่ละคนเดินขึ้นและลงตามทางเดินของชั้นใต้ดิน พวกเขาสามารถติดตามการเคลื่อนไหวของพวกเขาได้ด้วยความแม่นยำที่ค่อนข้างดี 

“ความแม่นยำในปัจจุบันของ MuWNS อยู่ระหว่าง 2 เมตร [6.6 ฟุต] ถึง 25 เมตร [82 ฟุต] โดยมีระยะสูงสุด 100 เมตร [328 ฟุต] ขึ้นอยู่กับความลึกและความเร็วของผู้ที่เดิน นี่เป็นสิ่งที่ดีพอๆ กับการวางตำแหน่ง GPS แบบจุดเดียวเหนือพื้นดินในเขตเมือง” ทานากะกล่าวเสริม “แต่มันยังห่างไกลจากระดับที่ใช้ได้จริง ผู้คนต้องการความแม่นยำระดับหนึ่งเมตร และกุญแจสำคัญของสิ่งนี้คือการซิงโครไนซ์เวลา”

หวังว่าความแม่นยำจะดีขึ้นได้ด้วยการใช้นาฬิกาอะตอมขนาดชิป (CSAC) แม้ว่านักวิจัยจะบอกว่านาฬิกาเหล่านี้มีราคาแพงมากในปัจจุบัน อย่างไรก็ตาม เมื่อเทคโนโลยีนี้มีราคาถูกลงและเข้าถึงได้มากขึ้น พวกเขาคาดว่าระบบนำทางไร้สายแบบมิวโอเมตริกอาจกลายเป็นคุณสมบัติทั่วไปในสมาร์ทโฟนในที่สุด 

อ้างอิง – IFL