นักวิทย์ดีเด่นย่อเรื่อง “รังสีคอสมิค” ตัวพยากรณ์ “ลมสุริยะ”

ถ้ากรมอุตุนิยมวิทยาเป็นหน่วยงานสำหรับพยากรณ์อากาศ รังสีคอสมิคคงเป็นตัวพยากรณ์ลมสุริยะเช่นกัน โดยในอดีตกาลนั้นรังสีคอสมิกนั้นก่อให้เกิดการกลายพันธ์ของเซลล์ในร่างกายและมีส่วนช่วยในมนุษย์มีการวิวัตนาการมาเป็นมนุษย์ในทุกวันนี้

จากความของรังสีคอสมิคที่น่าสนใจ มหาวิทยาลัยมหิดลจึงได้จัดเสวนาพิเศษเมื่อ 28 ส.ค.60 เพื่อให้ ศาสตราจารย์พิเศษ ดร.เดวิด รูฟโฟโล จากภาควิชาฟิสิกส์ คณะวิทยาศาสตร์ มหิดล และนักวิทยาศาสตร์ดีเด่นแห่งประเทศไทย ประจำปี 2560 ได้มาอธิบายถึงเหตุผลว่า ทำไมถึงศึกษารังสีคอสมิกในประเทศไทย

รังสีคอสมิกนั้นเป็นอนุภาคพลังงานสูง หรือรังสีแกมมาที่มาจากนอกโลก เป็นสสารธรรมดาที่ถูกเร่งขึ้นมาให้มีพลังงานสูง โดยในเอกภพนั้นประกอบด้วยธาตุไฮโดรเจนเป็นส่วนใหญ่ และเมื่อไฮโดรเจนแตกตัวเป็นไอออนและอิเล็กตรอน หากไฮโดรเจนที่แตกตัวออกมานั้น มีความร้อนพอก็จะแตกตัวให้โปรตอนออกมาด้วย โดยรังสีคอสมิกนั้นจะประกอบด้วย ไอออนของทุกๆ ธาตุที่มีอยู่ในเอกภพที่ได้จากการเร่งจากการชนระหว่างทาง เมื่อรังสีคอสมิกนั้นมาชนกับบรรยากาศโลก ก็จะเกิดอนุภาคย่อยเกิดขึ้นและตกลงมาที่พื้นดินได้

แหล่งกำเนิดที่สำคัญของรังสีคอสมิกนั้นมี 2 แหล่งคือจากพายุสุริยะ และจากการระเบิดของซูเปอร์โนวาจากที่อื่นในกาแล็กซี โดยการเกิดของรังสีคอสมิกจากทั้งสองแหล่งนั้น ก็ยังแปรเปลี่ยนตามเวลา โดยมีปัจจัยมาจากลมสุริยะและพายุสุริยะ

ศาสตราจารย์พิเศษ ดร.เดวิด กล่าวว่าเหตุที่เลือกมาศึกษารังสีคอสมิกที่ประเทศไทยนั้น ก็เพราะประเทศไทยนั้น เป็นจุดที่สนามแม่เหล็กโลกในแนวนอนเข้มที่สุด ทำให้การศึกษารังสีคอสมิกที่มาจากการระเบิดของซูเปอร์โนว่านั้นได้ผลดี

ศ.ดร.เดวิด ได้ร่วมมือกับนักวิจัยจากจุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย มหาวิทยาลัยอุบลราชธานี มหาวิทยาลัยแม่ฟ้าหลวง และมหาวิทยาลัยนเรศวร ตั้งสถานีตรวจวัดนิวตรอนสิริธรขึ้น ณ ยอดดอยอินทนนท์ จ.เชียงใหม่ เพื่อให้สามารถตรวจวัดรังสีคอสมิกที่เข้ามาสู่โลกได้ ก่อนที่รังสีคอสมิคจะตกกระทบพื้นดิน เนื่องจากเมื่อรังสีคอสมิกผ่านชั้นบรรยากาศโลกเข้ามาแล้ว จะแตกตัวออกเหมือนเม็ดฝน ใน ส่วนรับสัญญาณเครื่องมือที่สถานีตรวจวัดนั้น เป็นตะกั่วรูปวงแหวน โดยแต่ละวงมีน้ำหนัก 60 กิโลกรัม ซึ่งมีทั้งหมดประมาณ 500 วง

ศ.ดร.เดวิดให้เหตุผลว่าที่เลือกตะกั่วเป็นสวนรับสัญญาณ เนื่องจากตะกั่วมีนิวเคลียสใหญ่ เมื่อโดนนิวตรอนจากรังสีคอสมิกชน ตะกั่วจะแตกตัวและให้นิวตรอนออกมาเพิ่มขึ้น ซึ่งเป็นการขยายสัญญาณ

“รังสีคอสมิกนั้นมีประโยชน์สำหรับการพยากรณ์พายุสุริยะ เมื่อเกิดจุดมืดในดวงอาทิตย์จำนวนมาก และสนามแม่เหล็กมีลักษณะสลับซับซ้อน จะพอคาดการณ์ได้ว่า จะมีพายุสุริยะเกิดขึ้น แต่ไม่สามารถคาดการณ์ได้ว่า จะเกิดขึ้นวัน เวลาใด หรือระดับความรุนแรงมากน้อยเพียงใด การที่อนุภาควิ่งจากดวงอาทิตย์มายังโลก ด้วยความเร็วเกือบเท่าความเร็วแสง ไม่สามารถเตือนภัยล่วงหน้าได้ เพียงแต่เราสามารถใช้อุปกรณ์ ที่สถานีตรวจวัดนิวตรอนเพื่อเตือนว่า ขณะนี้รังสีกำลังจะมาถึงโลกเราแล้ว และเตือนภัยบริษัทสายการบินต่างๆ สำหรับพายุสุริยะ” ศ.ดร.เดวิดอธิบาย

การศึกษารังสีคอสมิกนี้เป็นหนึ่งในการศึกษาเรื่องพายุสุริยะ เนื่องจากพายุสุริยะจะเกิดขึ้นบ่อยครั้ง ในช่วงที่มีจุดมืดจำนวนมากบนดวงอาทิตย์ โดยพายุสุริยะมักจะเกิดขึ้นในกลุ่มจุดมืดของดวงอาทิตย์ และในประวัติศาสตร์นั้นไม่มีการบันทึกว่า พายุสุริยะทำลายสิ่งปลูกสร้าง หรือทำลายผู้คนให้ล้มตายหรือบาดเจ็บ เพียงแต่มันอาจจะกระทบทางด้านเศรษฐกิจบ้าง เช่น กระทบต่อบริษัทสายการบิน โรงผลิตกระแสไฟฟ้า บริษัทดาวเทียม นักบินอวกาศ และรบกวนการสื่อสารทางคลื่นวิทยุ