ทีมนักวิจัยภาควิชาฟิสิกส์และวัสดุศาสตร์ คณะวิทยาศาสตร์ มหาวิทยาลัยเชียงใหม่ นำทีมศึกษาวิจัยในหัวข้อ "Cutoff-Rigidity Dependence of Count Rate Ratios and Leader Fractions in a Semileaded Neutron Monitor" โดยใช้เครื่องตรวจวัดนิวตรอน "ช้างแวน" (Changvan) ร่วมเดินทางสำรวจในเส้นทางจีน–แอนตาร์กติกา บนเรือ "มังกรหิมะ" จนนำไปสู่การตีพิมพ์ผลงานคุณภาพระดับสากลในวารสาร The Astrophysical Journal Supplement Series (ApJS)
“ช้างแวน” (Changvan) เป็นเครื่องตรวจวัดนิวตรอนจากรังสีคอสมิกแบบกึ่งตะกั่วที่เคลื่อนย้ายได้ ประกอบด้วยหลอดตรวจวัด 3 หลอดในโครงสร้างเดียวกัน โดยหลอดด้านนอก 2 หลอดมีตะกั่ว ส่วนหลอดกลางไม่มีตะกั่ว การออกแบบที่เป็นเอกลักษณ์นี้ทำให้เครื่องเดียวสามารถวัดการตอบสนองทั้งสองรูปแบบพร้อมกัน และให้ตัวชี้วัดการเปลี่ยนแปลงสเปกตรัมรังสีคอสมิกได้ถึง 3 ค่า ได้แก่ อัตราส่วนอัตรานับ และสัดส่วนลีดเดอร์ของหลอดมีตะกั่วและไม่มีตะกั่ว
ช้างแวนถูกติดตั้งบนเรือตัดน้ำแข็ง Xue Long (มังกรหิมะ) ระหว่างการสำรวจปี 2018–2019 และ 2019–2020 ตามเส้นทางไป–กลับระหว่างเซี่ยงไฮ้กับสถานีจงซาน ทวีปแอนตาร์กติกา การเดินทางผ่านละติจูดแม่เหล็กที่หลากหลายทำให้เครื่องตรวจวัดชุดเดียวสามารถสแกนการตอบสนองต่อรังสีคอสมิกในช่วงความแข็งแกร่งตัดของสนามแม่เหล็กโลก (Geomagnetic Cutoff) ที่กว้าง ภายใต้การทำงานเกือบต่อเนื่อง
งานวิจัยวิเคราะห์ทั้งอัตรานับ และช่วงเวลาระหว่างสัญญาณ พร้อมคัดกรองข้อมูลที่ถูกรบกวน และแก้ผลของความดันบรรยากาศ จากนั้นสร้างแบบจำลอง Monte Carlo ด้วยโปรแกรม FLUKA ที่จำลองตั้งแต่รังสีคอสมิกเข้าสู่บรรยากาศ การเกิดฝักบัวอนุภาค (Atmospheric Shower) จนถึงการตอบสนองของช้างแวน โดยรวมรูปทรงเครื่องตรวจวัด โครงสร้างเรือ และน้ำทะเลโดยรอบ แล้วตรวจสอบผลกับข้อมูลจริงและการสำรวจด้วยเครื่องแบบมีตะกั่วทุกหลอดในปี 2006–2007 เพื่อแยกผลของสเปกตรัมรังสีคอสมิกออกจากผลของโครงสร้างและการเคลื่อนที่ของนิวตรอนภายในเครื่อง
ผลงานนี้ช่วยยกระดับ “ช้างแวน” จากเครื่องมือตรวจนับรังสีคอสมิก ให้สามารถติดตามการเปลี่ยนแปลงเชิงสเปกตรัมได้หลายมิติจากเครื่องเดียว กล่าวคือ ไม่เพียงบอกว่ารังสีคอสมิกเพิ่มขึ้นหรือลดลง แต่ยังช่วยสะท้อนว่าการกระจายพลังงานของอนุภาคเปลี่ยนแปลงไปอย่างไร
งานวิจัยยังเผยให้เห็นว่า นิวตรอนที่เกิดขึ้นในส่วนหนึ่งของเครื่องสามารถเคลื่อนที่ไปยังหลอดตรวจวัดข้างเคียงได้ ซึ่งเป็นกลไกสำคัญที่ต้องนำมาพิจารณาในการแปลผลและออกแบบเครื่องตรวจวัด เมื่อผสานข้อมูลจริงกับแบบจำลอง FLUKA องค์ความรู้นี้จึงสามารถนำไปต่อยอดในการออกแบบ และสอบเทียบเครื่องตรวจวัดรุ่นใหม่ พัฒนาเครือข่ายติดตามสภาพอวกาศ และเชื่อมโยงข้อมูลภาคพื้นดินกับการศึกษากิจกรรมดวงอาทิตย์และสภาพแวดล้อมอวกาศ โดยเพิ่มข้อมูลเชิงสเปกตรัมได้โดยไม่จำเป็นต้องติดตั้งเครื่องตรวจวัดแยกหลายชุด
รูปประกอบการติดตั้ง “ช้างแวน” บนเรือตัดน้ำแข็ง Xue Long
รูป Geometry จาก FLUKA ของภายนอกและองค์ประกอบภายในของ “ช้างแวน”
“ช้างแวน” ช่วยขยายขอบเขตของเครื่องตรวจวัดนิวตรอน จากเครื่องมือนับอนุภาคให้เป็นเครื่องมือวิเคราะห์การเปลี่ยนแปลงเชิงสเปกตรัมได้หลายวิธี จากชุดข้อมูลเดียว พร้อมเสนอคำอธิบายเชิงฟิสิกส์ของการเคลื่อนที่ของนิวตรอนระหว่างหลอดตรวจวัดในโครงสร้างแบบกึ่งตะกั่ว ผลการทดลองและแบบจำลองจึงเป็นข้อมูลอ้างอิงสำหรับงานด้านรังสีคอสมิก ฟิสิกส์อวกาศ การตอบสนองของเครื่องตรวจวัด และการจำลองอนุภาคในบรรยากาศ อีกทั้งช่วยยกระดับการมองเห็นของกลุ่มวิจัยมหาวิทยาลัยเชียงใหม่ในวารสารนานาชาติชั้นนำด้านดาราศาสตร์และฟิสิกส์ดาราศาสตร์
งานวิจัยนี้ นำโดยนักศึกษาปริญญาเอกของมหาวิทยาลัยเชียงใหม่ ร่วมกับนักวิจัยจากมหาวิทยาลัยมหิดล University of Delaware Polar Research, Institute of China และ Shinshu University จึงสร้างทั้งนักวิจัยรุ่นใหม่ ทักษะการพัฒนาเครื่องมือ การวิเคราะห์ข้อมูลขนาดใหญ่ และการจำลอง Monte Carlo/HPC พร้อมเชื่อมโยงประเทศไทยกับเครือข่ายวิจัยขั้วโลก และฟิสิกส์อวกาศระดับนานาชาติ องค์ความรู้ด้านการแปรผันของรังสีคอสมิกและสภาพอวกาศมีความสำคัญในระยะยาวต่อสังคมที่พึ่งพาดาวเทียม การสื่อสาร การนำทาง และเทคโนโลยีอวกาศมากขึ้น
“ช้างแวน” แสดงให้เห็นถึงการพัฒนาความสามารถด้านเครื่องตรวจวัดอิเล็กทรอนิกส์วัดเวลา การประมวลผลข้อมูล และการจำลองสมรรถนะเครื่องมือภายในประเทศ ช่วยลดการพึ่งพาองค์ความรู้จากต่างประเทศ และเป็นฐานเทคโนโลยีสำหรับงานเครื่องมือวิทยาศาสตร์ขั้นสูงและอุตสาหกรรมอวกาศในอนาคต การได้ตัวชี้วัดหลายชนิดจากเครื่องตรวจวัดชุดเดียวมีศักยภาพช่วยเพิ่มความคุ้มค่าของโครงสร้างพื้นฐานการติดตามรังสีคอสมิก
ผลงานได้รับการตีพิมพ์ในวารสาร The Astrophysical Journal Supplement Series (ApJS), Volume 285, Article 41, 13 pages.
Published online 17 July 2026; 2026 August issue.
DOI: https://doi.org/10.3847/1538-4365/ae8194
