Физики впервые получили изображения объектов с помощью искусственно созданного пучка мюонов. Для этого исследователи использовали лазер мощностью 10 петаватт в румынском комплексе Extreme Light Infrastructure Nuclear Physics (ELI-NP).
Мюоны — тяжелые элементарные частицы, которые возникают, в частности, при взаимодействии космических лучей с атмосферой Земли. Благодаря большой массе они способны проходить через плотные материалы значительно глубже, чем рентгеновское излучение. Естественные мюоны уже используют для мюонной томографии — например, чтобы исследовать внутреннюю структуру пирамид и искать залежи полезных ископаемых.
Проблема такого метода заключается в относительно небольшом потоке естественных мюонов. Поэтому ученые пытаются создавать их искусственно. В новом эксперименте исследователи ускоряли электроны с помощью мощного лазера, после чего направляли их на свинцовую мишень. Это приводило к образованию пучка частиц, содержащего мюоны.
Затем ученые использовали специальный фильтр из полиэтиленовых листов и парафиновых блоков, чтобы отделить как можно больше других частиц. Полученный пучок мюонов направили через бетонную стену толщиной два метра. С другой стороны находился массив детекторов, установленный внутри фургона.
Эксперимент позволил получить изображение расположенных за стеной свинцовых блоков. Оно пока выглядит достаточно грубым и содержит мало деталей, однако исследователи считают результат первым официальным примером мюонной томографии с использованием искусственного пучка, созданного лазером.
В перспективе подобный подход может использоваться для исследования объектов, через которые обычному излучению сложно проникнуть. Среди возможных направлений называют обследование корпусов ракет и судов, горных пород и древних сооружений. Для практического применения технологии потребуется дальнейшее развитие и уменьшение размеров установки.
Читайте также:
Бумажные обои поглощают влагу из воздуха и вырабатывают электричество
На Байкале предложили связать наземные и подводные детекторы для изучения космических частиц
В России получили экологичное авиационное топливо из опилок и шелухи подсолнечника