Експерти от NUST MISIS, заедно с учени от Физическия институт Лебедев и Научно-изследователския институт по ядрена физика, Московския държавен университет, подготвиха за практическо приложение метода на муонна радиография, който дава възможност да се "видят" предмети с километров размер. Методът се основава на регистрацията на мюони - елементарни частици, произведени поради сблъсъка на космическите лъчи със земната атмосфера.
Попадайки в плътния слой на атмосферата (започвайки от 40 км и по-долу), протоните се сблъскват с молекулите, които изграждат нашата атмосфера. При сблъсък се раждат различни частици, някои от които бързо се превръщат в мюони. Те също "загиват", като са успели, обаче, през живота си да преминат цялата атмосфера на Земята (10 хиляди мюони летят до всеки квадратен метър от земната повърхност всяка минута) и дори проникват 8,5 километра под вода или 2 километра в земята. Колкото по-гъсто е веществото, толкова по-бързо отслабва флуоновият поток. Следователно, ако поставите твърд предмет между "пространството" и детектора, тогава силуетът на този обект в крайна сметка ще се появи на детектора. Ако има кухини в обекта, те също ще станат видими, тъй като муони, летящи през тях, преодоляват по-малък слой от твърдо вещество. Обикновено са достатъчни три детектора, разположени от противоположните страни на обекта,за да направите 3D карта от него.
Мюоните са фиксирани с помощта на серия от сребърни бромидни фотографски плаки. Някои от тях са осветени. След това плочите се разработват и сравняват с откритите области, изграждайки траекторията на експозицията. Колкото по-малки са бромидните зърна и колкото по-точен е алгоритъмът на съвпадение, толкова по-правилна е картината на обекта.
Мюонна следа върху фотографска плоча / NUST; MISIS
Учени от NUST MISIS, LPI и SINP MSU под ръководството на водещия експерт NUST MISIS, доктор на физико-математическите науки, проф. Наталия Полухина са разработили следоустройства за муонна радиография, които позволяват не само да виждат муони, които падат върху тях, но и да определят с високо точност посока на тяхното движение. „Чрез дешифрирането на показанията на детекторите е възможно да се състави триизмерна картина на най-различни предмети, като се започне с метър размер на празнините в почвата, разпределението на скалната плътност и завършва с карта на пещерите в планината“, подчерта Алевтина Черникова, ректор на NUST MISIS.
Тунелен микроскоп за анализ на муонни следи / NUST; MISIS
Новата технология има и други приложения
Промоционално видео:
"Възможно е неинвазивно да се оцени състоянието на отдушник на вулкан, реактор на атомна електроцентрала или ледник в планината", казва проф. Наталия Полухина. „Можете да намерите ново подземно хранилище за природен газ, да хванете пожар, който започва в планина от отпадъци от добива на въглища много преди да изгори отвътре, да предскажете вулканично изригване или да предотвратите катастрофалните последици от отвори в мини или по градските улици. Катастрофални мивки в град Березники, Пермска територия, вече се превърнаха в огромен социален проблем. И трябва да помним, че жителите на много големи населени места страдат от такива техногенни провали “.
Руските експерименти, които потвърдиха изпълнението на метода на пистата, се проведоха в рудника на Геофизичната служба на Руската академия на науките в Обнинск: учените успяха да "видят" с помощта на детектори структурата на подземната структура, в която е извършен експериментът. Сега комплекс от такива детектори се подготвя на базата на фотографска емулсия, произведена в домашното предприятие "AVK Slavich", която може да се използва, например, за търсене на въглеводороди.
NUST MISIS Водещ експерт, доктор по физика и математика, професор Наталия Полухина / NUST MISIS
„Нашите детектори за следи на емулсия са добри, защото са лесни за работа, не изискват електричество за работа, в случай на геоложки проучвания те могат да правят с много по-малък брой кладенци и в същото време те са в състояние да различават обекти с размери от метър до километър с висока точност“, обясни професор Полухина.
Специалистите от NUST MISIS работят върху софтуер, който ще подобри качеството на декодиране на песни, както и за защита на сензорите от агресивна среда в кладенци.
