Поделиться
Создан мюонный лазер, фотографирующий через двухметровую толщу бетона
Группа ученых в Румынии получила изображение сквозь слой бетона толщиной почти два метра. С помощью очень мощного лазера им удалось сгенерировать достаточно мощный и чистый пучок мюонов — частиц, обладающих способностью глубоко проникать в плотные твердые материалы.
Первое изображение, полученное с помощью мюонов
Группа ученых из Национального института исследований и разработок в области физики и ядерной инженерии им. Хории Хулубея в Румынии, получила изображения с использованием искусственного пучка мюонов, пишет портал phys.org.
Сгенерированные с помощью сверхмощного лазера (10-петаваттный лазер ELI-NP) мюоны запечатлели тень от груды свинцовых кирпичей сквозь слой бетона толщиной 6 футов (около 1,8 м). Технология позволяет получать визуализацию через объекты, непрозрачных для любых других методов сканирования.
Насколько нам известно, это первая демонстрация визуализации, в которой доминирует искусственный, управляемый лазером пучок мюонов, сказали исследователи. Первые изображения получились с низким разрешением, но физики уверены, что эту проблему можно решить путем усовершенствования детекторов и самого лазера.
Тяжелые частицы
Мюоны — это частицы, которые примерно в 200 раз тяжелее электронов. Они постоянно образуются в результате столкновений космических лучей с молекулами в верхних слоях атмосферы Земли и могут проникать глубоко в плотные твердые материалы, глубже, чем даже самые мощные рентгеновские лучи.
Препятствиями для практического применения их способностей до сих пор была низкая естественная скорость. Поскольку каждую секунду через каждый квадратный сантиметр проходит лишь около одного космического мюона, каждое сканирование может занимать месяцы.
Проблема искусственной генерации — сложность получения мюонов с достаточной энергией при одновременном отделении их от других частиц, образующихся одновременно.
Физики из Румынии направили лазерный луч в газ, ускоряя электроны до чрезвычайно высоких энергий. Луч 10-петаваттного лазера содержит в тысячи раз больше энергии, чем любая энергосеть на планете. Когда эти электроны столкнулись с твердой мишенью, они произвели вспышки света, которые затем образовали пары мюонов.
Для фильтрации других частиц использовался специально разработанный большой фильтр из пластика и парафина. После него пучок относительно чистых мюонов пропустили через двухметровую бетонную стену.
Исследования в области мюографии
Исследования технологии, получившей название «мюография» ведутся несколько лет. В 2023 г. с ее помощью даже удалось обнаружить скрытую камеру внутри Великой пирамиды Гизы.
Международному проекту, возглавляемому сотрудниками Национальной лаборатории имени Лоуренса Ливермора и Университета штата Колорадо (США), ранее в 2026 г. тоже смогли создать вспышку частиц, пригодную для получения изображений, как пишет New Atlas.
После доработок технология вполне может стать основой устройств, способных заглядывать через толщу плотных веществ.
Короткая ссылка
