รังสีชนิดใดที่ทะลุทะลวงมากที่สุด?

ดวงดาวทุกดวง รวมทั้งดวงอาทิตย์ ปล่อยรังสีออกมา แหล่งกำเนิดบนบก เช่น เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์หรือระเบิดปรมาณู ก็ผลิตพลังงานการแผ่รังสีเช่นกัน การแผ่รังสีนี้เดินทางผ่านอวกาศเป็นเส้นตรงจนกระทั่งสะท้อน หักเห หรือดูดกลืนเมื่อสัมผัสกับวัตถุอื่น รูปแบบการแผ่รังสีที่แทรกซึมได้มากที่สุดสามารถทะลุผ่านวัตถุที่เป็นของแข็งได้ บางชนิดมีการเจาะมากกว่าคนอื่น

รังสีมีอยู่สองประเภทพื้นฐาน: อนุภาคพลังงานและแพ็คเก็ตของพลังงานที่เรียกว่าโฟตอน การแผ่รังสีของอนุภาคประกอบด้วยอนุภาคแอลฟา รังสีบีตา นิวทริโน รังสีคอสมิก และอนุภาคย่อยของอะตอมที่เพิ่งค้นพบเมื่อเร็วๆ นี้ เช่น มิวออน โฟตอนพลังงานรังสีหรือที่เรียกว่าคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า ได้แก่ คลื่นวิทยุ ไมโครเวฟ คลื่นอินฟราเรด คลื่นแสงที่มองเห็นได้ คลื่นอัลตราไวโอเลต รังสีเอกซ์ และรังสีแกมมา

อนุภาคแอลฟาประกอบด้วยโปรตอนสองตัวและนิวตรอนสองตัว กระดาษสามารถหยุดอนุภาคขนาดใหญ่นี้ได้ อนุภาคเบต้าแทรกซึมสสารได้อย่างมีประสิทธิภาพมากกว่าอนุภาคอัลฟา อย่างไรก็ตาม เนื่องจากจริง ๆ แล้วอนุภาคบีตาเป็นอิเล็กตรอน ประจุไฟฟ้าของพวกมันจึงขัดขวางความสามารถในการเจาะของพวกมัน และสูญเสียพลังงานอย่างรวดเร็ว เพื่อให้วัสดุต่างๆ เช่น ไม้ พลาสติก และอลูมิเนียมสามารถหยุดการแผ่รังสีเบตาได้ รังสีคอสมิกปฐมภูมิซึ่งประกอบด้วยโปรตอนเป็นส่วนใหญ่ ไม่สามารถทะลุผ่านชั้นบรรยากาศของโลกได้ อย่างไรก็ตาม เมื่อรังสีคอสมิกปฐมภูมิมีปฏิสัมพันธ์กับอนุภาคในชั้นบรรยากาศ พวกมันจะผลิตรังสีคอสมิกทุติยภูมิที่ทะลุทะลวง โดยเฉพาะมิวออน Muons ทะลุผ่านส่วนที่หนาแน่นกว่าของชั้นบรรยากาศของโลก ไปถึงพื้นผิวและแม้กระทั่งเจาะมหาสมุทรได้ในระดับความลึกพอสมควร

คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าสามารถทะลุผ่านชั้นบรรยากาศได้อย่างง่ายดาย แม้แต่คลื่นวิทยุที่มีพลังน้อยกว่าจากนอกโลกก็ไปถึงพื้นผิวโลก รังสีแม่เหล็กไฟฟ้าที่มีความยาวคลื่นสั้นกว่าจะแทรกซึมวัสดุได้อย่างมีประสิทธิภาพสูงสุด รังสีเอกซ์มีความยาวคลื่นสั้นมาก จึงสามารถเจาะเนื้อเยื่ออ่อนของร่างกายมนุษย์ได้ รังสีแกมมาซึ่งมีความยาวคลื่นสั้นที่สุดของรังสีแม่เหล็กไฟฟ้าทั้งหมด มีกำลังการทะลุทะลวงมากกว่า แผนกเคมีของมหาวิทยาลัยดุ๊กระบุว่าต้องใช้ตะกั่วหลายเซนติเมตรหรือคอนกรีตมากกว่าหนึ่งเมตรเพื่อหยุดพวกมัน

อนุภาคที่เรียกว่านิวตริโนไม่มีประจุไฟฟ้าและไม่มีมวลที่วัดได้ นิวตริโนเป็นรังสีประเภทที่ทะลุทะลวงมากที่สุด พลังการแทรกซึมของพวกมันนั้นยอดเยี่ยมมากจน “นิวตริโนต้องผ่าน 'ปีแสง' ของสสารจำนวนมากถึงจะมี 50-50 โอกาสที่จะมีปฏิสัมพันธ์" กับนิวเคลียสของอะตอมบางส่วนตาม "จักรวาลควอนตัมใหม่" โดย Tony Hey และ Patrick วอลเตอร์ส พวกมันสามารถทะลุผ่านพื้นโลกได้อย่างง่ายดาย