美国拟创造“看穿”墙壁的亚原子粒子束

据美国《新闻周刊》杂志网站25日报道,美国国防部高级研究计划局(DARPA)称,他们正致力于创造强大的亚原子粒子束,使人们借此能“看穿”厚厚的墙壁,甚至可以窥视地下深处的情况。

几十年来,很多行业的科学家都在想方设法利用辐射或粒子穿透物体,以了解物体内部的情况。例如,商业航空利用中子和伽马射线扫描空运集装箱内部以寻找非法材料。X射线扫描则广泛用于医疗保健领域,帮助医生查看人体骨骼结构。但迄今科学家们仍无法“看穿”特别厚的墙壁或地下深处,进而了解并绘制其结构图。

DARPA将目光投向了缪子,缪子与电子类似,但“体重”为电子的200倍,在高能状态下,可轻易穿透厚厚的岩石。因此,缪子可用于从外部扫描整个建筑物,检测内部是否存在“危险物质”,也可用于快速绘制地下深处隧道的位置。

但高能粒子缪子需要高能来源。目前科学家只知道宇宙射线和粒子加速器这两个来源:当宇宙射线与大气中的粒子碰撞时,会在地球上层大气中产生缪子,大型强子对撞机(LHC)等大型加速器也能产生缪子。

鉴于利用巨大的加速器产生缪子并不实用,而利用宇宙射线自然产生缪子可能需要数月时间,DARPA的MuS2缪子研究项目经理马克·沃罗贝尔表示,激光可提供答案。

沃罗贝尔说:“我们的目标是开发一种新的地面缪子源,使我们不需要大型加速器,也能创建出定向缪子束,能量从几十到数百吉电子伏不等,以成像或表征材料。”

研究人员指出,有助上述项目实施的高峰值功率激光技术一直在稳步发展,MuS2项目将为研究开发紧凑型可输送缪子源的可行性奠定基础,该项目将历时4年,分两期进行。在头两年中,研究人员将尝试制造出能量为10吉电子伏特的缪子,随后再制造出能量为100吉电子伏特的缪子。(记者刘霞)

原标题:美国拟创造“看穿”墙壁的亚原子粒子束