能感知潮汐的宇宙射线

来自太空的宇宙射线撞击大气层时，会产生一种叫作μ子的粒子，如雨般落到地面。μ子的穿透力强到足以穿过厚厚的岩层或水层。强，但并非无敌：需要穿过的物质越多，能穿过去的就越少。数一数到达山体、金字塔或火山下方的μ子，就能推算出头顶上有多少质量。这就是μ子成像（muography）。

追踪一个静止的大物体是一回事；追踪一个每小时只变化几米的质量，则需要高得多的精度——而且μ子通量还会随空气的温度和气压波动。首尔中央大学的一个团队找到了一个理想的测试对象：大海本身。

潮汐下的隧道

韩国的保宁海底隧道在韩国西海岸外的海底延伸6.9公里。那里的潮汐涨落约4米。在隧道中的一处，即5593号测站，上方的岩层最薄——26米——而海水最深，达33.8米。团队就把探测器放在那里。

探测器很简单：两块1米×0.5米的塑料板，上下相隔42厘米叠放。穿过两块板的μ子会在每块板上留下一道闪光。探测器从2025年8月11日到9月12日连续运行了31.6天，记录了约190万个μ子——大约每小时2500个。

计数跟着海水走

每小时的μ子计数随潮汐同步起伏，与海平面互为镜像：高潮时μ子少，低潮时μ子多。与6.6公里外官方验潮仪数据的相关性很强（r = −0.85）。

• 探测器上方海水每增加1米，μ子计数就减少1.72%。对隧道的计算机模拟预测为每米1.89%，与测量值接近。
• 主导节律大约每12个半小时重复一次——这是由月球驱动的主要潮汐。大潮与小潮之间为期两周的周期也显现了出来。
• 在当月最强的一次潮汐期间，计数比平均值高出近9%：意味着上方在几个小时内少了约5米海水。
• 在模型中加入气压和气温，没有带来任何可测量的变化。信号来自海水。

团队还带着同一台便携式探测器走完整条隧道，共走了十次。μ子计数在最深的中央段下方下降，向两端入口方向回升。仅包含岩石的模型无法再现这一剖面；必须把海水考虑进去。

提前七分钟

分析中有一个细节令人意外：探测器记录到每次潮汐的时间比保宁验潮仪早约7分钟（偏差为2.6西格玛）。与沿岸六个验潮仪相比，这一时间差随纬度变化。换算到6.6公里的距离上，相当于潮汐以约每秒16米的速度传播，作者认为这与潮汐在近岸浅水中传播的情况相符。

称重，而非测量

验潮仪记录的是某一点的水位高度。μ子做的事情不同：它们称量探测器上方整个物质柱。作者提出了下一步：重建每个μ子的方向，从而区分总质量的变化与质量所在位置的变化。除了潮汐之外，任何载荷随时间变化的自然系统，都可以用同样的方式，从下方、不接触地进行监测。