میون چیست؟
میونها (muon) دستهای از ذرات زیراتمی با بار منفی هستند که به خانوادۀ لپتون (lepton) تعلق دارند. خانوادۀ لپتون شامل الکترونها نیز میشود، با این حال، میون نسبت به الکترون بسیار سنگینتر است. اعتقاد بر این است که میون نیز مانند الکترون نوعی ذرۀ بنیادی است، بدین مفهوم که از ذرات کوچکتری ساخته نشده است. میون برای اولین بار در سال ۱۹۳۶ در پی مطالعات کارل اندرسون، فیزیکدان برندۀ نوبل، و ست ندرمیر (Seth Neddermeyer) روی تابش کیهانی، کشف شد.
مقالۀ مرتبط: پروتون سبکتر از آن است که فکر میکردیم!
در هر دقیقه حدود ۱۰ هزار میون به هر متر مربع از سطح زمین میرسد. این ذرات در اثر برخورد پرتوهای کیهانی – تابش پرانرژی با منشأ فرامنظومهای – با مولکولهای موجود در لایههای بالاتر اتمسفر ایجاد میشود. از آنجایی که میونها برهمکنش زیادی با اشکال ماده ندارند، میتوانند به راحتی از خلال اشیای جامد، نظیر بدن انسان، نیز عبور کنند. میونها معمولاً سطح زمین را پشت سر گذاشته و وارد قسمتهای عمقیتر میشوند.
توموگرافی میون چیست؟
این ذرات به دلیل توانایی که در نفوذ به داخل اشیای جامد دارند، میتوانند همانند پرتو ایکس به منظور تصویربرداری از ساختارهای درونی اشیا مورد استفاده قرار بگیرند. در این روش، آشکارگرها در موقعیتهای استراتژیکی پیرامون شیء مورد مطالعه نصب شده و برای چندین ماه در وضعیت روشن به کار خود ادامه میدهند. با گذشت زمان، آشکارگر نوعی الگو را به نمایش میگذارد که نمایانگر کیفیت عبور میون از خلال شیء مورد مطالعه است. میونها به راحتی از بخشهای کمچگال (و یا حفرهدار) عبور میکنند، در صورتی که قسمتهای چگالتر مانعی بر سر راهشان محسوب شده و موجب جذب و یا پراکنده شدن این ذرات میگردد. به این ترتیب، ساختار داخلی اجسام میتواند آشکارسازی شده و مورد مطالعه قرار بگیرد.
روش فوق، پیشتر جهت تصویربرداری و ثبت الگوهای سهبعدی از داخل آتشفشان به کار میرفت. توموگرافی میون قادر است تفاوتهای جزئی میان سنگهایی با دماهای متفاوت، آب و حفرات زیر سطوح را آشکار نماید. از این تکنیک در سال ۲۰۱۱ به منظور بررسی خرابیهای ناشی از بحران هستهای فوکوشیما (ژاپن) استفاده شد.