«Рентген» для зданий
1 октября 2026, 21:29Наука и космосDexter4
Международная группа ученых впервые получила изображение объекта с помощью искусственного пучка мюонов, созданного мощным лазером. Эксперимент проводился на установке Extreme Light Infrastructure — Nuclear Physics (ELI-NP) в Румынии.
Мюоны напоминают электроны, но в примерно 200 раз тяжелее. Благодаря этому они могут проходить через несколько метров плотных веществ, включая металл и горные породы. Анализ количества прошедших частиц и изменения их траекторий позволяет извлекать данные о внутренней структуре объектов без необходимости их вскрытия. Этот метод называется мюографией. Обычно в нем используются мюоны, которые естественным образом возникают при столкновении космических лучей с атмосферными частицами. С помощью мюографии, например, уже исследовали внутреннюю структуру египетских пирамид.
Тем не менее, природных мюонов относительно немного: через каждый квадратный сантиметр поверхности проходит примерно одна частица в секунду. Поэтому для получения подробного изображения иногда требуются месяцы наблюдений.
Исследователи решили создать источник мюонов искусственно. Для этого сверхмощный лазер был направлен на газ и разогнал электроны в нем до очень высоких энергий. Затем электроны столкнулись с твердой мишенью, в результате чего возникло высокоэнергетическое излучение, породившее пару мюонов.
Чтобы отделить мюоны от других частиц, получившийся пучок прошел через фильтр из пластика и парафина. Детекторы на расстоянии до 42 метров от источника зафиксировали тень от стопки свинцовых кирпичей сквозь бетонную стену толщиной два метра.
Полученное изображение совпало с реальным расположением и размерами кирпичей. Компьютерное моделирование показало, что около 90% зарегистрированных частиц составляли мюоны. Исследователи считают это первым изображением, сформированным преимущественно искусственными мюонами лазерного происхождения.
Пока разрешение таких снимков остается низким, поэтому технологии еще предстоит улучшить лазеры и детекторы. Однако искусственный источник потенциально позволит проводить мюонное сканирование значительно быстрее и по запросу, независимо от естественного потока космических частиц.
В будущем метод может найти применение при обследовании мостов, зданий и другой крупной инфраструктуры, а также при поиске ядерных материалов, скрытых за толстыми слоями защитных конструкций.
Источники:Phys.orgНаука и космос4Наука21:29
Источник