Un haz controlado de muones acaba de revelar la silueta de un objeto de plomo después de atravesar una gruesa protección de hormigón.
Los muones son partículas parecidas a los electrones, pero unas 200 veces más pesadas. Por eso atraviesan mucho más fácilmente la roca, el metal o el hormigón. Los muones naturales nacen constantemente cuando los rayos cósmicos chocan contra la alta atmósfera. Su paso puede servir para observar el interior de objetos que los rayos X atraviesan con dificultad.
Esquema del dispositivo experimental utilizado para producir y medir el haz de muones. T32 y SiRO, fijados a 12 m del objetivo, sirven para controlar y caracterizar el haz. El detector móvil μ36 se desplaza a diferentes distancias y posiciones para medir su perfil y realizar las imágenes. El objeto de plomo utilizado para la muografía no aparece representado en este esquema.
Esta técnica, llamada muografía, ya funciona con los muones procedentes del cielo. Su principal problema es su escaso número. A veces es necesario acumular mediciones durante mucho tiempo para obtener una imagen utilizable. Producir estas partículas a voluntad podría acelerar considerablemente las observaciones.
Los investigadores utilizaron un láser muy potente para acelerar electrones en un gas. Después, estos electrones golpearon un objetivo sólido y generaron una radiación muy energética. Esta produjo finalmente pares de muones. La colisión también generaba numerosos fotones gamma y neutrones parásitos, cuya señal había que atenuar considerablemente.
El equipo instaló varias capas de materiales absorbentes y después un muro de hormigón de 2 m de grosor. Los muones más energéticos continuaron su trayectoria. A continuación, un detector móvil, desplazado hasta 42 m de la fuente, midió el haz. En particular, registró su paso detrás de un apilamiento de ladrillos de plomo.
La imagen obtenida sigue siendo sencilla, pero la forma y la posición del apilamiento resultan reconocibles. Las simulaciones muestran que la señal que permitió formar la imagen estaba dominada por los muones. Su energía alcanzaba varios miles de millones de electronvoltios, suficiente para atravesar la gruesa protección colocada en su trayectoria.
El interés de un haz de este tipo reside sobre todo en su control. Con los muones cósmicos, hay que esperar a que la naturaleza proporcione las partículas. Una fuente artificial puede funcionar a voluntad.
El dispositivo funciona, por tanto, como un sistema de dos partes: una fuente de muones por un lado y un detector por el otro. El objeto que se examina debe encontrarse entre ambos, para que los muones lo atraviesen antes de ser medidos. Una configuración de este tipo podría servir para explorar el interior de estructuras gruesas, como edificios, obras de hormigón o ciertas formaciones rocosas.
Sin embargo, el método todavía está lejos de ser un dispositivo listo para usar. La imagen obtenida aún tiene una resolución limitada y la instalación láser utilizada es imponente. Es necesario avanzar en la producción de muones y en los detectores antes de poder examinar objetos más detallados.
El trabajo está disponible actualmente en forma de prepublicación en arXiv. Por tanto, todavía no ha seguido el proceso completo de evaluación de una revista científica. Los próximos experimentos deberán demostrar sobre todo si esta fuente puede proporcionar más muones y, al mismo tiempo, mantenerse suficientemente estable para realizar mediciones repetidas.