Что делают мюоны

Никто не знает, почему природе потребовалось создавать еще одну копию электрона, но мюоны существуют и с этим надо как-то жить.
Что делают мюоны

Мюоны — это нестабильные, но относительно безобидные элементарные частицы. Весят они в 200 раз больше электронов, к сильному ядерному взаимодействию они равнодушны, поэтому могут пролететь сквозь многометровые стены, теряя очень немного энергии на своем пути. Никто не знает, почему природе потребовалось создавать еще одну, более тяжелую копию электрона (а точнее — две, потому что есть еще и совсем тяжелый тау-лептон), но мюоны существуют, это факт, и с ним надо как-то жить.

Мюоны вовсе не такие уж редкие гости. На нас постоянно с неба сыпется мюонный поток. Это мюоны, рожденные высоко в атмосфере при столкновении частиц космических лучей с ядрами атомов и последующем распаде мезонов. На уровне моря мюонный поток составляет примерно одну штуку в минуту на квадратный сантиметр. Или в других единицах: через ваше тело мюоны пролетают десятками в секунду, и каждый из них оставляет вам некоторую часть своей энергии. Нельзя сказать, чтоб это сильно нам мешало. Но вот когда речь идет о физических экспериментах, то просто так от мюонов не отмахнешься — они с неба сыпятся и сыпятся, с разных сторон, под разными углами, с разными энергиями.

Но, может, от них и не надо отмахиваться?

Еще на заре физики элементарных частиц, когда новые частицы ловили не на ускорителях, а в космических лучах, ученые сообразили, что этот постоянный поток мюонов — это бесплатный просвечивающий инструмент, который создала для нас сама природа. Это как бы мюонный аналог рентгеновского аппарата, только куда более безопасный и прозорливый. Если мы хотим рассмотреть на просвет — на мюонный просвет — твердый предмет, здание, гору, нам достаточно поставить рядом мюонный детектор и получить снимок тела «в мюонных лучах». Чем более толстый слой вещества, тем больше мюонов он остановит — вот вам и контрастное изображение внутреннего устройства предмета. Ну а если поставить несколько таких детекторов и ловить мюоны, прилетевшие с разных сторон, то по ним можно будет восстановить трехмерную картину строения предмета, т.е. выполнить настоящую мюонную томографию.

Комментарии
Комментарии