دانشمندان برای نخستینبار موفق شدهاند با استفاده از یک پرتو میونی که به کمک لیزر تولید شده است، از اجسام متراکم در پشت یک دیوار بتنی حدود ۲ متر ضخامت تصویربرداری کنند؛ دستاوردی که میتواند مسیر تازهای برای بررسی سازههای ضخیم و مکانهایی که روشهای تصویربرداری معمول به آنها دسترسی ندارند، باز کند.
میونها ذرات زیراتمی سنگینی هستند که بهطور طبیعی نیز بر اثر برخورد پرتوهای کیهانی با جو زمین تولید میشوند. این ذرات میتوانند از حجم زیادی از مواد متراکم عبور کنند و به همین دلیل سالهاست دانشمندان از «میوگرافی» برای بررسی ساختارهایی مانند آتشفشانها، راکتورهای هستهای و حتی هرم بزرگ جیزه استفاده میکنند. مشکل اصلی، سرعت پایین شار طبیعی میونهاست که تصویربرداری را بسیار زمانبر میکند.
تیم پژوهشی این بار راه دیگری را آزمایش کرد. محققان ابتدا با استفاده از یک لیزر پرقدرت، الکترونها را تا انرژی بسیار بالا شتاب دادند. سپس این الکترونها را به یک هدف جامد برخورد دادند تا در فرایند برهمکنش، میون تولید شود. به این ترتیب، بهجای انتظار برای میونهای طبیعی، یک منبع مصنوعی و قابلکنترل از این ذرات ایجاد شد.
پژوهشگران برای آزمایش توانایی این پرتو، آن را از مجموعهای از فیلترها و سپس یک دیوار بتنی ۲ متری عبور دادند. آشکارسازهای قابلحمل که در فاصلهای تا حدود ۴۲ متر از منبع قرار داشتند، توانستند سایه ایجادشده توسط مجموعهای از آجرهای سربی را ثبت کنند. شکل سایه به اندازه و موقعیت واقعی آجرها شباهت داشت و شبیهسازیهای رایانهای نیز نتایج آزمایش را تأیید کردند.
نکته مهم این است که حدود ۹۰ درصد ذرات شناساییشده در آزمایش، میون تشخیص داده شدند؛ موضوعی که نشان میدهد تصویر ثبتشده عمدتاً حاصل پرتو میونی مصنوعی بوده است. پژوهشگران این نتیجه را نخستین نمایش تصویربرداری مبتنی بر یک پرتو میونی مصنوعی و لیزری میدانند.
البته این فناوری هنوز فاصله زیادی تا استفاده گسترده دارد. تصاویر فعلی وضوح پایینی دارند و برای تصویربرداری از اجسام پیچیدهتر، هم آشکارسازها و هم سامانههای لیزری باید پیشرفتهتر شوند. مقاله پژوهش نیز فعلاً بهصورت پیشچاپ در arXiv منتشر شده و هنوز نباید این فناوری را یک محصول آماده استفاده تجاری دانست.
با این حال، اگر تولید میون بهصورت سریعتر و قابلکنترلتر امکانپذیر شود، کاربردهای آن میتواند بسیار گسترده باشد؛ از بررسی سازههای بتنی و زیرساختهای قدیمی گرفته تا شناسایی مواد پنهان در محفظههای بسیار ضخیم. پژوهشهای پیشین نیز نشان دادهاند که تصویربرداری میونی میتواند برای بررسی داخل بتن و شناسایی ساختارهای پنهان کاربرد داشته باشد.