Une nouvelle technique a permis de prendre les premières images de faisceaux de particules de muons. Les scientifiques de l'Université de Nagoya ont conçu la technique d'imagerie avec des collègues de l'Université d'Osaka et du KEK, Japon et le décrire dans le journal Rapports scientifiques . Ils prévoient de l'utiliser pour évaluer la qualité de ces faisceaux, qui sont de plus en plus utilisés dans les applications d'imagerie avancées.

Les muons sont des particules chargées qui sont 207 fois la masse des électrons. Ils se forment naturellement lorsque les rayons cosmiques frappent des atomes dans la haute atmosphère, pleuvoir sur chaque partie de la surface de la Terre. Ils peuvent pénétrer à travers des centaines de mètres de solides avant d'être absorbés.

Les scientifiques ont utilisé des particules de muons naturelles pour jeter un coup d'œil à travers d'énormes structures solides. Par exemple, en 2017, des scientifiques ont annoncé avoir trouvé une chambre cachée à l'intérieur de la pyramide de Khéops à Gizeh en comparant les intensités de muons mesurées par des détecteurs situés à l'intérieur et à l'extérieur de la pyramide. Les installations d'accélérateurs de particules peuvent désormais également générer des faisceaux de muons, qui sont utilisés dans une variété d'applications, comme la spectroscopie de fluorescence X non destructive. Les faisceaux de muons devraient également être adaptés pour la radiothérapie du cancer.

Le scientifique nucléaire biomédical de l'Université de Nagoya, Seiichi Yamamoto, et ses collègues ont développé une nouvelle technique d'imagerie qui, selon eux, est prometteuse pour l'évaluation de la qualité et la recherche des faisceaux de muons. et devrait être bénéfique pour la radiothérapie par muons à l'avenir.

La technique dépend d'un phénomène qui se produit lorsque des particules chargées traversent des milieux transparents, comme l'eau. L'eau ralentit la lumière par rapport aux particules à haute énergie. Les particules se déplaçant plus vite que la lumière provoquent quelque chose de similaire au bang sonique que nous entendons lorsqu'un avion à réaction franchit le mur du son. Dans le cas des particules, un 'boum optique, " appelé l'effet Cherenkov, provoque un bref flash.

Yamamoto et ses collègues ont imagé cet effet avec une caméra spéciale lorsqu'un faisceau de muons était dirigé à travers de l'eau ou un bloc scintillateur en plastique. La technique leur a permis d'imager les muons et les positons qui se forment lorsque les muons se désintègrent. Cela les a aidés à mesurer la portée du faisceau à travers l'eau ou le scintillateur en plastique, et la déviation de sa quantité de mouvement, ainsi que de clarifier la direction du mouvement des positons.

"Le système est compact, faible coût et facile à utiliser, prometteur en tant qu'outil d'évaluation de la qualité dans les installations à faisceau de muons, " dit Yamamoto.