У Румунії лазерним пучком мюонів отримали знімок крізь бетонну стіну
У Румунії вчені отримали зображення свинцевих блоків за бетонною стіною за допомогою лазерного пучка мюонів.
Дослідники комплексу Extreme Light Infrastructure Nuclear Physics у Румунії за допомогою потужного лазера створили пучок мюонів, пропустили його крізь двометрову бетонну стіну та отримали зображення свинцевих блоків біля фургона. Як повідомляє Science News, команда заявила, що знімки майже повністю сформовані штучно створеними мюонами.
Як провели експеримент
Під час досліду в червні науковці спрямували лазер у газ, вибивши та прискоривши електрони до високих енергій. Електрони влучали у свинцеву мішень і випромінювали фотони, які під час взаємодії з іншими ядрами свинцю утворювали мюони. Пучок пройшов через фільтр із пластику та парафіну, бетонну стіну завтовшки два метри й потрапив до детекторів у чорному фургоні.
Між лазерними імпульсами дослідники змінювали положення детекторів, переміщуючи їх на різні відстані та під різними кутами до лазера. Порівняння вимірів із комп'ютерними симуляціями показало, що близько 90% частинок у пучку були мюонами. Після цього команда зафіксувала тінь від складених свинцевих цеглин, розташованих перед фургоном.
Чому використовують мюони
Мюони — елементарні частинки, подібні до електронів, але приблизно у 200 разів важчі. Завдяки великій масі та енергії вони здатні проникати крізь товсті й щільні матеріали. Під час проходження через речовину мюони поглинаються та відхиляються, а ці зміни можуть вказувати на щільність і структуру об'єкта.
Для отримання таких зображень науковці вже використовували природні мюони, які виникають в атмосфері Землі після взаємодії космічних променів із нею. У 2017 році детектори мюонів допомогли виявити невідому камеру у Великій піраміді Гізи, однак для чіткого знімка тоді знадобилися місяці збору даних.
Можливі сфери застосування
Керовані лазерні джерела мюонів потенційно можуть прискорити візуалізацію об'єктів, які не пропускають світло або рентгенівське випромінювання. Серед можливих застосувань дослідники називають пошук прихованих матеріалів у підозрілих вантажах, дослідження підземних археологічних структур, оцінювання ракетних двигунів і медичну візуалізацію. Водночас для практичного використання технології потрібні досконаліші детектори та потужні портативні лазери.
