Una nuova tecnica ha preso le prime immagini di fasci di particelle di muoni. Gli scienziati dell'Università di Nagoya hanno progettato la tecnica di imaging con i colleghi dell'Università di Osaka e della KEK, Giappone e descrivilo nel diario Rapporti scientifici . Hanno in programma di usarlo per valutare la qualità di queste travi, che vengono sempre più utilizzati nelle applicazioni di imaging avanzate.

I muoni sono particelle cariche che sono 207 volte la massa degli elettroni. Si formano naturalmente quando i raggi cosmici colpiscono gli atomi nell'atmosfera superiore, piovendo su ogni parte della superficie terrestre. Possono penetrare attraverso centinaia di metri di solidi prima di essere assorbiti.

Gli scienziati hanno usato le particelle di muoni presenti in natura come un modo per sbirciare attraverso enormi strutture solide. Per esempio, nel 2017 gli scienziati hanno annunciato di aver trovato una camera nascosta all'interno della piramide di Khufu di Giza confrontando le intensità dei muoni misurate da rilevatori situati all'interno e all'esterno della piramide. Gli acceleratori di particelle ora possono anche generare fasci di muoni, che vengono utilizzati in una varietà di applicazioni, come la spettroscopia di fluorescenza a raggi X non distruttiva. Si prevede che anche i fasci di muoni saranno adattati per la radioterapia del cancro.

Lo scienziato nucleare biomedico della Nagoya University Seiichi Yamamoto e i suoi colleghi hanno sviluppato una nuova tecnica di imaging che, secondo loro, sembra promettente per la valutazione della qualità e la ricerca sui fasci di muoni, e dovrebbe essere di beneficio per la radioterapia con muoni in futuro.

La tecnica dipende da un fenomeno che si verifica quando le particelle cariche viaggiano attraverso mezzi trasparenti, Come l'acqua. L'acqua rallenta la luce rispetto alle particelle ad alta energia. Le particelle che si muovono più velocemente della luce causano qualcosa di simile al boom sonico che sentiamo quando un aereo a reazione sfonda la barriera del suono. Nel caso delle particelle, un 'boom ottico, " chiamato l'effetto Cherenkov, provoca un breve lampo.

Yamamoto e i suoi colleghi hanno ripreso questo effetto con una fotocamera speciale quando un raggio di muoni è stato diretto attraverso l'acqua o un blocco di scintillatore plastico. La tecnica ha permesso loro di visualizzare i muoni e i positroni che si formano quando i muoni decadono. Questo li ha aiutati a misurare la portata del raggio attraverso l'acqua o lo scintillatore plastico, e la deviazione del suo slancio, oltre a chiarire la direzione del movimento del positrone.

"Il sistema è compatto, basso costo e facile da usare, promettente come strumento per la valutazione della qualità negli impianti di fasci di muoni, "dice Yamamoto.