宇宙射線可以幫助揭示龍捲風是如何形成的

超級單體雷暴以其毀滅性的粗糙龍捲風而聞名，但人們對龍捲風的形成方式卻知之甚少。一項新的研究表明，科學家可以在宇宙的一點幫助下收集線索。

μ子，亞原子粒子，就像電子的重版本，可以揭示雷暴和由此產生的龍捲風中的大氣壓力，研究人員在一篇接受的論文中報告說物理評論D。這些粒子是由宇宙射線產生的，宇宙射線是來自太空的各種高能粒子，包括質子。當宇宙射線射入大氣層時，它們會產生μ介子，這些介子會像雨點一樣落在地球上——包括通過龍捲風。

超級單體雷暴的計算機模擬表明，風暴內的低壓區域有助於龍捲風的形成。但科學家們一直在努力在破壞性風暴中進行測量，這是可以理解的。 μ介子可以遠距離探測壓力，從而解決這個問題。

“你實際上可以使用這種技術遠程進行壓力測量，”俄亥俄州立大學的物理學家 William Luszczak 說。 “因此，您不必在龍捲風內放置壓力傳感器，而是可以測量五公里外的壓力。”

μ介子對其穿過的空氣密度很敏感。較低的氣壓對應於較低的密度，意味著更多的μ子能夠一路到達地面。地面上的探測器可以識別過量的μ子。

基於對龍捲風和宇宙射線的計算機模擬，研究人員建議使用一個覆蓋 1000 平方米麵積的大型探測器。這聽起來可能很多，但宇宙射線物理學家習慣於建造巨大的探測器。位於印度烏蒂的 GRAPES-3 實驗在 25,000 平方米的面積上探測到了 μ 介子，此前曾使用這些粒子揭示了

這種大規模的方法意味著等待並希望風暴經過足夠近的距離以進行觀察。或者，可以將一個約 100 平方米的較小便攜式探測器運送到預測的惡劣天氣地點。

μ介子以前被用來。但是，東京大學的物理學家 Hiroyuki Tanaka 表示，“超級細胞比氣旋小得多……因此，我們需要更大的探測區域。”他質疑所需的探測器是否真的可以製成便攜式，以及測量在現實環境中是否會成功。

他或許不需要等太久。 Luszczak 和同事計劃今年夏天對該概念進行首次測試。