Kozmikus részecskékkel az atomfegyverek ellen

A három gízai piramis egyikében, a Hufuban rejtélyes üreg található, amit még soha senki nem látott. A tudósok mégis rájöttek, hogyan térképezzék fel a titkos kamrát. A müonok, ezek a magasan a Föld légkörében születő részecskék, képesek behatolni a piramisokba (is), segítségükkel a láthatatlan is láthatóvá válhat.  

A müonok a Föld felső atmoszférájában a kozmikus sugarak ütközései során keletkeznek, amikor az űrből származó nagy energiájú részecskék a Föld légkörébe ütköznek. 

Amikor először regisztrálták a részecskét, a fizikusok nem értették, mire szolgálhatnak. Az elektronoknak legalább fontos szerepe van az atomokban, de a nehezebb müonok létezésnek mi az oka? 

Hasznos kis részecske

A müonok ideálisnak bizonyulnak nagy tárgyak belsejének képalkotására. Tömegük körülbelül 207-szer akkora, mint az elektroné. Ez az extra súly lehetővé teszi, hogy vastag kőzeteken is áthaladjanak. Amikor ez megtörténik, különféle módokon veszítenek energiát, például úgy, hogy elektronokkal ütköznek, és kiszakítják őket atomjaikból. Ezzel az energiaveszteséggel a müonok lelassulnak, akár meg is állhatnak. Ha megmérjük, hogy a részecskék közül mennyi nyelődik el, amikor áthaladnak egy szerkezeten, akkor kiderülhet az objektum sűrűsége, és feltárhatók a benne lévő rejtett rések.

Ezek lényege, hogy nagyfeszültség alatt gázzal és fémlemezekkel töltik meg a kamrákat, amiken az áthaladó töltött részecske szikranyomot hagy. Azóta továbbfejlesztették a detektorokat, és már van laptoppal működtethető műanyag szerkezet is, ami fényt bocsát ki, ha egy müon áthalad rajta. Sőt, nukleáris emulziós filmnek nevezett detektor is létezik, ami a részecskék nyomait rögzíti egy speciális fotófilmen. 

Vulkánok, egyebek

Néhány kutató a müográfiának nevezett technikát (kozmikus részecskék képalkotása) használja a vulkánok belsejének feltérképezésére. Ennek segítségével vizsgálják a Vezúvot is, és érdekes kőzetsűrűség-különbségekre bukkantak. Mivel feltárultak a vulkán belső szerkezetének finomabb részletei, akár a vulkánkitörések, földcsuszamlások is bejósolhatóvá válhatnak.  

Mire jók még a müonok? Az Európai Unió által finanszírozott Silent Border projekt célja a veszélyes csempészáru vámellenőrző pontokon történő felderítése anélkül, hogy minden járművet ellenőrizni kellene. Ehhez tökéletesen passzolnának a kis részecskék, mert amikor áthaladnak egy anyagon, egy részük elnyelődik, néhány pedig szétszóródik, és megváltoztatja az irányát. A detektorok segítségével a tudósok megfigyelhetik, hogyan változik a müon pályája, amikor áthalad a tárgyon. Mivel hajlamosak nagyobb szögben szétszóródni a nehezebb anyagokban, ez a technika akár az atomfegyver-alapanyagok (például a nagy sűrűségű urán) csempészetét is meghiúsíthatja. 

(sciencenews)

(Borítókép: A gízai piramisok Egyiptomban. Fotó:  Fareed Kotb / picture alliance / Getty Images)