Самый мощный в мире лазер, установленный в румынском комплексе Extreme Light Infrastructure Nuclear Physics, позволил группе физиков создать поток мюонов и получить изображение объекта, скрытого за метрами бетона. Пусть «снимки» зернисты и лишены деталей, они знаменуют значительный прогресс в развитии технологий визуализации, которые можно применять повсюду — от систем безопасности до добычи полезных ископаемых.
Мюоны обычно рождаются, когда высокоскоростные протоны мчатся сквозь космос и врезаются в атомы верхних слоев атмосферы, заставляя те испускать пары кварков, называемые пионами. Пионы быстро распадаются на мюоны, существующие лишь мгновение, прежде чем распасться на более легкого собрата и несколько нейтрино. Благодаря внушительной массе они легко проникают сквозь землю, просачиваясь через плотные слои горных пород и проникая гораздо глубже, чем даже самые мощные рентгеновские лучи.
Один из способов искусственно генерировать мюоны — использовать мощные лазеры для быстрого ускорения электронов с помощью электромагнитных волн и сталкивать их со стеной. На короткое время луч 10-петаваттного лазера ELI-NP становится в тысячи раз мощнее всех электросетей на планете. Эта вспышка гонит электроны, пока они не столкнутся со свинцовой преградой. Чтобы отсеять как можно больше частиц, не являющихся мюонами, исследователи разработали уникальный фильтр из полиэтиленовых листов, обернутых вокруг парафиновых блоков.
После этого пучок относительно чистых мюонов проходит через двухметровую бетонную стену и попадает в набор детекторов внутри фургона, припаркованного с другой стороны. Сфотографировав тень от груды свинцовых блоков, ученые объявили, что создали первый официальный мюонграф. При некоторой доработке эти принципы однажды могут быть использованы для создания более компактной и транспортабельной системы, которая сможет заглядывать внутрь железных корпусов ракет или морских судов, в недра скалистых гор или каменные фундаменты древних сооружений.
