Un capteur de rayons cosmiques unique en son genre observe avec succès les vagues du tsunami

Pendant le temps qu’il vous faudra pour lire cette phrase, environ 100 000 particules de muons auront traversé votre corps. Mais ne vous inquiétez pas, les muons traversent la matière ordinaire sans danger, et ils peuvent aussi être extrêmement utiles. Le professeur Hiroyuki Tanaka de Muographix à l’Université de Tokyo a fait sa carrière en explorant les applications des muons. Il les a utilisés pour voir l’intérieur des volcans et même détecter des preuves d’anciens tremblements de terre. Récemment, Tanaka et son équipe internationale de chercheurs se sont concentrés sur les phénomènes météorologiques, en particulier les tsunamis.

En septembre 2021, un typhon s’est approché du Japon par le sud. En s’approchant de la terre, il a apporté avec lui la houle de l’océan, des tsunamis. À cette occasion, ils étaient assez doux, mais tout au long de l’histoire, les tsunamis ont causé de gros dégâts dans de nombreuses zones côtières du Japon. Alors que l’énorme houle se déplaçait dans la baie de Tokyo, quelque chose s’est produit à un niveau microscopique presque imperceptible. Les particules de muons atmosphériques, générées par les rayons cosmiques de l’espace lointain, étaient légèrement plus dispersées par le volume supplémentaire d’eau qu’elles ne le seraient autrement. Cela signifie que la quantité de muons traversant la baie de Tokyo variait à mesure que l’océan gonflait.

« Le détecteur profond sous-marin hyper kilométrique du fond marin de la baie de Tokyo (TS-HKMSDD) est le premier observatoire de muons sous-marin au monde, et il a détecté une activité variable des muons pendant le tsunami », a déclaré Tanaka. “Cette variation correspond aux houles océaniques qui ont été mesurées par d’autres méthodes. La combinaison de ces lectures signifie que nous pouvons utiliser des données muographiques pour modéliser avec précision les changements du niveau de la mer, en contournant d’autres méthodes qui présentent des inconvénients.”

Il existe d’autres moyens de mesurer les changements du niveau de la mer, avec des mécanismes physiques tels que des marégraphes, des satellites, des bouées ou des capteurs sur le fond marin lui-même. Mais le TS-HKMSDD et les futurs instruments basés sur celui-ci, installés dans des tunnels sous-marins, peuvent être moins chers à construire et à exploiter, plus faciles d’accès, et ils ne souffrent pas d’usure physique car ils n’ont pas de pièces mobiles. Mais surtout, les données de TS-HKMSDD sont à la fois en temps réel et très précises, deux critères clés qui pourraient les rendre adaptées à un système d’alerte précoce fiable.

“Grâce au succès des premiers tests comme celui-ci, des systèmes similaires sont déjà testés au Royaume-Uni et en Finlande”, a déclaré Tanaka. “De toute évidence, une entreprise comme celle-ci présente des défis et l’installation d’instruments délicats dans un tunnel très fréquenté peut être difficile. Mais nous sommes reconnaissants de la coopération des agences responsables du tunnel de la baie de Tokyo. À ma connaissance, le tunnel est maintenant la première route nationale active au monde définie comme un laboratoire.”

Tanaka et son équipe ont de nombreuses autres façons d’utiliser les muons, y compris un moyen possible de synchroniser avec précision l’heure autour du monde et, en rapport avec cela, un système de positionnement spatial beaucoup plus précis que le GPS actuel.

Source de l’histoire :

Matériaux fourni par Université de Tokyo. Remarque : Le contenu peut être modifié pour le style et la longueur.