Τα μιόνια δημιουργούνται συνεχώς καθώς η κοσμική ακτινοβολία συγκρούεται με μόρια στην ανώτερη ατμόσφαιρα της Γης. Χάρη στη δυνατότητά τους να διεισδύουν σε πυκνά υλικά, τα κοσμικά μιόνια χρησιμοποιούνται για την απεικόνιση του εσωτερικού αντικειμένων. Ωστόσο, η φυσική ροή αυτών των σωματιδίων είναι εξαιρετικά αργή για γρήγορες εφαρμογές.
Λέιζερ και η αργή και ανεξέλεγκτη απεικόνιση
Τα μιόνια έχουν μάζα περίπου 200 φορές μεγαλύτερη από τα ηλεκτρόνια, με αποτέλεσμα να χάνουν λιγότερη ενέργεια καθώς διαπερνούν τη ύλη. Η τεχνική αυτή, γνωστή ως μιονογραφία, επέτρεψε την ανακάλυψη μιας κρυφής αίθουσας Μεγάλη Πυραμίδα της Γκίζας. Παρ όλα αυτά, επειδή μόνο ένα κοσμικό μιόνιο διασχίζει κάθε τετραγωνικό εκατοστό ανά δευτερόλεπτο, κάθε σάρωση μπορεί να διαρκέσει μήνες.
Η χρήση τεχνητών δεσμών μιονίων θα μπορούσε να επιταχύνει τη διαδικασία, αλλά μέχρι σήμερα ήταν δύσκολη η παραγωγή τους με επαρκή ενέργεια και ο διαχωρισμός τους από άλλα σωματίδια.
Η συμβολή των ισχυρών λέιζερ
Ερευνητική ομάδα, με επικεφαλής τη Μανταλίνα Ντόμπρε από το Εθνικό Ινστιτούτο Έρευνας και Ανάπτυξης Φυσικής και Πυρηνικής Μηχανικής Horia Hulubei στη Ρουμανία, χρησιμοποίησε ένα εξαιρετικά ισχυρό λέιζερ στις εγκαταστάσεις ELI-NP. Το λέιζερ επιτάχυνε ηλεκτρόνια σε υψηλές ενέργειες, τα οποία στη συνέχεια προσέκρουσαν σε στερεό στόχο παράγοντας ζεύγη μιονίων.
Για το φιλτράρισμα ανεπιθύμητων σωματιδίων, η δέσμη πέρασε από ειδικά φίλτρα και έναν τοίχο σκυροδέματος πάχους δύο μέτρων. Ανιχνευτές κατέγραψαν τη σκιά που δημιούργησε μια στοιβαγμένη συλλογή από πλίνθους μολύβδου. Οι μετρήσεις επιβεβαίωσαν ότι το 90% των ανιχνευθέντων σωματιδίων ήταν μιόνια.
Πρακτικές εφαρμογές της τεχνικής
Αν και η ανάλυση της εικόνας παραμένει χαμηλή, η δυνατότητα ταχείας παραγωγής δεσμών μιονίων κατά παραγγελία μπορεί να βρει εφαρμογή στην επιθεώρηση υποδομών και στον εντοπισμό πυρηνικών υλικών στα σύνορα.
