Мюони дозволяють «просвітити» давньоєгипетські піраміди Хеопса - тим же способом можна обстежити поховання і таємні склади радіоактивних матеріалів.
Мюони - легкі негативно заряджені частинки, близькі до електрон - правда, приблизно в 200 разів важчі за них. Вони безперервно народжуються космічним випромінюванням, що взаємодіє з атомами у верхніх шарах атмосфери, і бомбардують поверхню Землі з щільністю приблизно 1 частинка на 1 см порожня в хвилину.
Загалом нічого незвичайного в мюонах немає, проте вчені знайшли їм корисне застосування: значна маса дозволяє мюонам проникати досить глибоко в щільну речовину, наприклад, камінь. Ще в 1960-х Нобелівський лауреат Луїс Альварес (Luis Alvarez) встановив детектори мюонів у відкритих приміщеннях піраміди Хефрена і став фіксувати частоту появи мюонів з різних напрямків. Тим самим мюони повинні були виконати роль рентгенівських фотонів, «просвітивши» кам'яну структуру і виявивши в ній приховані приміщення. Варто зауважити, що до 1969 р., коли Альваресу з колегами вдалося обстежити близько 20% обсягу піраміди, ніяких знахідок зроблено не було.
Особливо помітно мюони відхиляються важкими елементами - такими, як уран і плутоній - так що аналіз траєкторії мюонів, теоретично, дозволяє виявити певні кількості цих елементів. Це дозволяє запропонувати використовувати мюони для пошуку прихованих запасів і вантажів ядерного палива - наприклад, при прикордонному контролі контейнерних перевезень.
Однак такий підхід дозволяє бачити лише «тіні» на зразок тих же рентгенівських знімків. Кількість корисної інформації, яку можна отримати з них, невелика. Днями канадські вчені придумали, як за допомогою мюонів отримувати тривимірні зображення, що підходять для обстеження не тільки вантажних контейнерів, а й цілих ядерних могильників.
Ідея полягає в тому, щоб фіксувати траєкторію мюонів на вході і на виході з обстежуваного предмета, для чого буде потрібно не один, а два детектора. Маючи вхідні та вихідні траєкторії, ми можемо локалізувати точку відхилення кожної частинки - місце розташування того важкого атома, при ударі об який вона змінила напрямок. У результаті комп'ютер створить тривимірне зображення скупчення важких частинок, приховане під кузовом.
У розхитаному світі, де ядерна безпека і ретельне обслуговування ядерних поховань стають все більш актуальними завданнями, рішення може виявитися вкрай корисним. Якщо тільки вчені створять необхідні інструменти - поки ідея зущетвує лише на папері.
Публікація MIT Technology Review/Physics ArXiv Blog