μ子令人費解，因為μ子的一些特性與粒子物理學主要理論（即所謂標準模型）的預言有細微但明顯的偏差。然而，科學家們已經找到了一種類似于傳統(tǒng)射線照相法的、利用這種神秘粒子的方法，來深入內部觀察不可能物理接觸的大型物體，如古代建筑、火山甚至核反應堆。

“盡管我們看不到μ子，但其在地球上無處不在：μ子以近乎光速從各個角度不斷穿過我們和我們周圍的物體，”國際原子能機構的核物理學家Ian Swainson說?！唉套訉θ送耆珶o害，但可以穿透數(shù)百米的巖石，為了解我們看不見的材料的組成和尺寸提供了一種通用手段?！?/p>

“μ子成像的原理在某種意義上與X射線或伽馬射線照相法類似，而X射線或伽馬射線照相法可在醫(yī)學上用于掃描身體，在工業(yè)上用于評估結構和部件的完整性和安全性,”粒子物理學家及新出版物《μ子成像》的作者之一Andrea Giammanco補充說。“但是，X射線和伽馬射線照相法依賴于由粒子加速器或放射源產生的強人工輻射源，而μ子射線照相法則基于來自外層空間的自然宇宙射線。”

μ子成像一般有兩種：μ子射線照相術和μ子散射斷層照相術。

μ子射線照相術指將一個探測器放在一個結構的下方或側面，以捕捉穿過該結構的μ子。材料密度越大，被吸收的μ子就越多。一些成功穿過該結構的粒子將被對面的探測器捕獲。在所得圖像中，μ子容易通過的空隙將標記為亮部，而密度較高的材料則標記為暗部。

μ子射線照相術依賴于材料對μ子的吸收，而μ子散射斷層照相術則基于μ子是如何散射的。例如，在一輛汽車或一個運輸集裝箱的兩個對立面安置兩個探測器，專家可以跟蹤粒子是如何從質子數(shù)量較多的高密度材料中偏轉的，從而無需物理檢查便可查看車輛或集裝箱內部。

自20世紀50年代進行的首次實驗以來，μ子成像已在世界各地用于掃描大量各種物體。目前，μ子射線照相術正用于評估意大利那不勒斯附近維蘇威火山的內部結構，該火山在公元79年不幸摧毀了古羅馬城市龐貝和其他一些定居點。研究人員正在努力用μ子探測器將維蘇威火山的內部過程可視化，從而改善對預測任何潛在的火山爆發(fā)及其過程至關重要的建模工作，并制定方案來減少火山爆發(fā)對當?shù)鼐用竦娘L險。自1944年最后一次噴發(fā)以來，維蘇威火山一直沒再出現(xiàn)噴發(fā)活動。

同樣，μ子成像還被用于掃描位于墨西哥城附近的太陽金字塔（即世界上第三大金字塔）、經過日本上空的旋風、阿爾卑斯山的冰川，以及最近掃描了法國正在退役的核反應堆。

原子能機構計劃在明年舉辦題為“μ子斷層照相術： 從基本原理到實際使用與應用”的講習班。與會者將討論該技術的各種實際應用模式、所用探測器的特性、μ子軌道的算法重建以及數(shù)據(jù)分析和圖片重建。

原子能機構的新出版物《μ子成像》詳細描述了μ子成像的主要技術和不同類型的相關探測器。該出版物還涵蓋了從檢查現(xiàn)代和古代建筑、火山和工業(yè)結構到加強核安保和保障的廣泛應用?！斑@本出版物對μ子成像領域作了全面概述，對工業(yè)界和學術界的讀者來說非常有用，有助于他們更深入地了解這個發(fā)展中的領域，”Swainson說。點擊此處獲取出版物《μ子成像》。