ข่าว

        นายเอกวิทย์ กิตติยะ นักศึกษาระดับปริญญาเอก หลักสูตรดาราศาสตร์ ภาควิชาฟิสิกส์และวัสดุศาสตร์ คณะวิทยาศาสตร์ ร่วมกับ ผศ.ดร.วราภรณ์ นันทิยกุล ภาควิชาฟิสิกส์และวัสดุศาสตร์ คณะวิทยาศาสตร์ และ ดร.อัจฉรา เสรีเพียรเลิศ สังกัด สำนักงานบริหารงานวิจัยมหาวิทยาลัยเชียงใหม่ ทำการศึกษาวิจัยในหัวข้อ Cosmic-Ray Flux Correlation between MCMU and JBGO Neutron Monitors ผลลัพธ์สามารถประยุกต์ใช้ในการพยากรณ์สภาพอวกาศ การออกแบบและวางตำแหน่งเครื่องตรวจวัดนิวตรอน และการศึกษาทิศทางของอนุภาคพลังงานสูง

ในการศึกษา ทีมนักวิจัยได้ใช้กระบวนการทางวิทยาศาสตร์เพื่อการวิเคราะห์และสังเคราะห์ข้อมูล ดังนี้
1. การรวบรวมข้อมูล: ใช้ข้อมูลจากสถานีตรวจวัดนิวตรอน McMurdo (MCMU) และ Jang Bogo (JBGO) เป็นหลัก และมีการเปรียบเทียบผลกับสถานีอื่น ๆ เพื่อตรวจสอบความแม่นยำ
2. การปรับแก้ค่าความดันบรรยากาศ: อัตราการนับของนิวตรอนถูกปรับแก้ค่าความดันบรรยากาศ
3. การวิเคราะห์สหสัมพันธ์ (Correlation Analysis):
o ใช้เทคนิคการวิเคราะห์การสัมพันธ์ (Autocorrelation และ Cross-correlation) เพื่อศึกษาความผันผวนของฟลักซ์รังสีคอสมิกที่ตรวจจับได้ระหว่างสองสถานี
o ใช้ฟังก์ชัน cosine และ exponential เพื่อวิเคราะห์หาเวลาเหลื่อม (lag time) และระบุลักษณะของความไม่สมมาตรของรังสีคอสมิกที่เกิดจากการหมุนของโลก
4. การวิเคราะห์สเปกตรัมพลังงาน (Power Spectrum Analysis): การวิเคราะห์สเปกตรัมพลังงานถูกใช้เพื่อทำความเข้าใจการกระจายของความผันผวนของฟลักซ์รังสีคอสมิกในช่วงความถี่ต่าง ๆ โดยเฉพาะการตรวจหาความแปรปรวน (Variations) ที่มีความถี่เท่ากับการหมุนของดวงอาทิตย์ (27 วัน) และโลก (1 วัน)
5. การคำนวณทิศทางแอสซิมโทติก: ใช้แบบจำลองสนามแม่เหล็กโลก (IGRF-13) และแบบจำลองสนามแม่เหล็กภายนอก (Tsyganenko model) เพื่อคำนวณทิศทางแอสซิมโทติกของรังสีคอสมิกที่พุ่งเข้าสู่บรรยากาศโลกจากทิศทางต่าง ๆ

ผลลัพธ์จากการศึกษา พบว่า
1. การวัดความสัมพันธ์ของฟลักซ์รังสีคอสมิก: ผลการวิเคราะห์พบว่าอัตราการนับนิวตรอนจากสถานี MCMU และ JBGO มีความสัมพันธ์กันอย่างชัดเจน โดยมีความแตกต่างของเฟส (phase shift) ที่สัมพันธ์กับทิศทางแอสซิมโทติก (Asymptotic Direction) และตำแหน่งทางภูมิศาสตร์ของสถานี
2. การตรวจจับความไม่สมมาตรของรังสีคอสมิก: เทคนิคการใช้ฟังก์ชัน cosine ที่มีคาบ 1 วัน ช่วยให้สามารถวัดความไม่สมมาตรของฟลักซ์รังสีคอสมิกได้อย่างแม่นยำ ซึ่งสอดคล้องกับการหมุนของโลก
3. การแยกแยะผลกระทบของรังสีพลังงานสูง: พบว่าการผันผวนระยะสั้นของอัตราการนับอาจเกิดจากอนุภาคพลังงานสูง ซึ่งมีทิศทางใกล้เคียงกับตำแหน่งทางภูมิศาสตร์ของสถานีตรวจวัด

การประยุกต์ใช้
1. การพยากรณ์สภาพอวกาศ (Space Weather Forecasting): ความเข้าใจในความผันผวนของฟลักซ์รังสีคอสมิกช่วยให้สามารถพัฒนาการพยากรณ์พายุสุริยะและปรากฏการณ์ที่ส่งผลต่อระบบสื่อสารและดาวเทียมได้แม่นยำขึ้น
2. การออกแบบและวางตำแหน่งเครื่องตรวจวัดนิวตรอน: ผลการศึกษาสามารถนำไปใช้ในการปรับปรุงการตั้งค่าและการวางแผนสถานีตรวจวัดนิวตรอนเพิ่มเติม เพื่อเพิ่มความแม่นยำในการตรวจวัดฟลักซ์รังสีคอสมิกในภูมิภาคต่าง ๆ
3. การศึกษาทิศทางของอนุภาคพลังงานสูง: ช่วยในการวิเคราะห์แหล่งที่มาของรังสีคอสมิกพลังงานสูง ซึ่งเป็นประโยชน์ต่อการศึกษาเกี่ยวกับฟิสิกส์ของจักรวาลและการค้นหาแหล่งกำเนิดของรังสีคอสมิกจากนอกโลก

Impact จากผลการศึกษา
1. ด้านวิชาการ
• พัฒนาความเข้าใจเกี่ยวกับรังสีคอสมิก: ผลการศึกษาช่วยเพิ่มความรู้เกี่ยวกับการกระจายตัวและความผันผวนของฟลักซ์รังสีคอสมิก ซึ่งสามารถนำไปใช้ในการศึกษาเพิ่มเติมเกี่ยวกับฟิสิกส์ดาราศาสตร์และการสำรวจอวกาศ
• เทคนิคการวิเคราะห์ใหม่: การใช้วิธีการ correlation ในการตรวจจับความไม่สมมาตรของรังสีคอสมิก ช่วยให้สามารถศึกษาพฤติกรรมของอนุภาคพลังงานสูงได้แม่นยำยิ่งขึ้น ซึ่งเป็นประโยชน์ต่อการพัฒนาเครื่องตรวจวัดในอนาคต
2. ด้านเศรษฐกิจและสังคม
• การพยากรณ์สภาพอวกาศ: ข้อมูลและผลการศึกษาสามารถนำไปใช้ในการพัฒนาระบบพยากรณ์สภาพอวกาศ (Space Weather Forecasting) ซึ่งช่วยลดความเสี่ยงที่อาจเกิดขึ้นกับระบบดาวเทียม การสื่อสาร และโครงสร้างพื้นฐานต่าง ๆ เช่น ระบบไฟฟ้าและเครือข่ายการบิน ทำให้ลดความสูญเสียทางเศรษฐกิจ
• การเตรียมความพร้อมสำหรับพายุสุริยะ: ความเข้าใจที่ดีขึ้นเกี่ยวกับรังสีคอสมิกสามารถช่วยให้หน่วยงานที่เกี่ยวข้องวางแผนรับมือกับพายุสุริยะได้ดีขึ้น ลดผลกระทบต่อระบบเทคโนโลยีที่สำคัญ

การศึกษาฟลักซ์รังสีคอสมิกมีความสำคัญอย่างยิ่ง เนื่องจากส่งผลกระทบต่อสภาพอวกาศและเทคโนโลยีที่สำคัญ เช่น ระบบดาวเทียมและการสื่อสาร โดยเฉพาะในยุคที่มนุษย์พึ่งพาเทคโนโลยีอวกาศมากขึ้น การวิจัยนี้ช่วยให้สามารถพยากรณ์เหตุการณ์พายุสุริยะที่อาจเกิดขึ้น ลดความเสียหายต่อโครงสร้างพื้นฐานและความปลอดภัยทางเศรษฐกิจ

อย่างไรก็ตาม ปัจจุบันยังมีความท้าทายในการตรวจวัดและแยกแยะสัญญาณรังสีคอสมิกจากแหล่งต่าง ๆ ซึ่งจำเป็นต้องพัฒนาเทคนิคการวิเคราะห์และเครื่องมือตรวจวัดให้แม่นยำยิ่งขึ้น นักวิจัยจึงเน้นการร่วมมือกับหลายประเทศในการแลกเปลี่ยนข้อมูลและพัฒนาเทคโนโลยีใหม่ ๆ ในอนาคต

การใช้เทคโนโลยี AI และ Machine Learning จะช่วยเพิ่มประสิทธิภาพในการวิเคราะห์ข้อมูลและคาดการณ์เหตุการณ์อวกาศ นอกจากนี้ ยังมองถึงการศึกษาผลกระทบของรังสีคอสมิกต่อสิ่งมีชีวิตและเทคโนโลยีสำคัญ เพื่อเตรียมพร้อมรับมือกับการเปลี่ยนแปลงของสภาพอวกาศที่จะเกิดขึ้นในอนาคต