En ny teknik har tagit de första bilderna av muonpartikelstrålar. Forskare vid Nagoya University utformade bildtekniken med kollegor vid Osaka University och KEK, Japan och beskriv det i tidningen Vetenskapliga rapporter . De planerar att använda den för att bedöma kvaliteten på dessa balkar, som används mer och mer i avancerade avbildningsapplikationer.

Muoner är laddade partiklar som är 207 gånger massan av elektroner. De bildas naturligt när kosmiska strålar träffar atomer i den övre atmosfären, duschar ner på varje del av jordens yta. De kan tränga igenom hundratals meter fasta ämnen innan de absorberas.

Forskare har använt naturligt förekommande muonpartiklar som ett sätt att kika genom enorma fasta strukturer. Till exempel, år 2017 meddelade forskare att de hade hittat en dold kammare inuti Khufu -pyramiden i Giza genom att jämföra muonintensiteten mätt av detektorer som ligger inuti och utanför pyramiden. Partikelacceleratoranläggningar kan nu också generera muonstrålar, som används i en mängd olika applikationer, som icke-destruktiv röntgenfluorescensspektroskopi. Muonstrålar förväntas också anpassas för cancerstrålbehandling.

Nagoya University biomedicinska kärnvetare Seiichi Yamamoto och kollegor utvecklade en ny bildteknik som de säger visar lovande för kvalitetsbedömning och forskning av muonstrålar, och bör vara till nytta för muon -strålbehandling i framtiden.

Tekniken beror på ett fenomen som uppstår när laddade partiklar färdas genom transparenta medier, som vatten. Vatten saktar ner ljuset i förhållande till partiklar med hög energi. Partiklar som rör sig snabbare än ljus orsakar något liknande den soniska bom vi hör när ett jetplan bryter igenom ljudspärren. När det gäller partiklarna, en 'optisk bom, "kallade Cherenkov -effekten, orsakar en kort blixt.

Yamamoto och hans kollegor avbildade denna effekt med en speciell kamera när en muonstråle riktades genom vatten eller ett plastscintillatorblock. Tekniken gjorde att de kunde bilda muoner och positroner som bildas när muoner förfaller. Detta hjälpte dem att mäta strålens räckvidd genom vatten- eller plastscintillatorn, och avvikelsen av dess fart, samt klargöra positronrörelsens riktning.

"Systemet är kompakt, låg kostnad och enkel att använda, visar löfte som ett verktyg för kvalitetsbedömning i muon beam -anläggningar, säger Yamamoto.