东京湾超千米海底深层探测器 用μ子实时监测海啸的生成

海啸的破坏性无需赘言，懂的都懂。大自然的威胁推动人类改进灾难的预测和检测方法。一项新的研究报告了一种海啸探测技术：监测μ子。

宇宙射线从太空冲入地球大气时，产生高能基本粒子μ子，在大气中无处不在，且可以无损害地穿过几乎任何东西，包括你我他：当你读到这句话时，正好有100000 个μ子正穿过你的身体。

至关重要的是，它们的路径可能会受到包括海啸在内的巨大自然力的轻微改变。

需要一种极其灵敏的仪器来检测 μ 子运动，这将我们带到了东京湾超千米海底深层探测器，简称 TS-HKMSDD。它安装在东京湾 Aqua-Line 高速公路隧道内。

TS-HKMSSD 首次通过 μ 子波纹探测到海啸波。从早期预警的角度来看，最重要的是，检测是实时的，并且被证明是高度准确的。

日本东京大学的地球物理学家 Hiroyuki Tanaka 说：“东京湾超千米海底深层探测器是世界上第一个水下μ介子观测站，它在海啸期间探测到了不同的μ介子活动。这种变化对应于通过其他方法测量的海洋膨胀。结合这些读数意味着我们可以使用 muographic 数据准确模拟海平面的变化，胜过其他有缺陷的方法。”

其他方法包括潮汐测量仪、水中浮标、从上方拍摄的卫星图像以及海洋本身的各种传感器。然而，μ介子检测有望更快、更便宜、更容易维护。

新研究概述了 TS-HKMSDD 系统如何检测到 2021 年 9 月通过东京湾的温和海啸，该海啸是由从南方接近日本的台风引起的。随着海洋膨胀，μ子的数量略有变化，被水的体积分散。

既然 TS-HKMSSD 已经证明它可以检测到这些 μ 子的变化，研究人员建议像它这样的仪器可以安装在有海啸风险地区的其他隧道中，并与潮汐仪等设备一起使用，作为早期预警系统的一部分。

“多亏了我们在早期测试中取得的成功，类似的系统已经在英国和芬兰进行了试验。显然，像这样的项目面临挑战，在繁忙的隧道中安装精密仪器可能很困难。但我们感谢负责东京湾隧道的机构的合作。”

组成 TS-HKMSSD 的 μ 子探测器实际上相当小，大约 2 米长。目前，其中 20 个被放置在东京湾下的公路隧道旁边，共同创建整个系统。

除了检测即将到来的海啸外，这样的系统还可用于寻找天然气储量并揭示古代地震模式。

目前，研究人员很高兴将 TS-HKMSSD 启动并作为一个准确的海啸探测器运行，进一步的工作将可用于提醒专家注意自然灾害。

“据我所知，这条隧道现在是世界上第一条被定义为实验室的活跃国道。”

该研究已发表在《科学报告》上。

https://www.sciencealert.com/in-a-scientific-first-a-cosmic-ray-sensor-has-detected-tsunami-waves