Des scientifiques ont créé un laser à muons capable de « voir » à travers deux mètres de béton

Une équipe internationale de chercheurs a réussi, pour la première fois, à obtenir l'image d'un objet en générant des faisceaux de muons artificiels à l'aide d'un laser ultra-puissant. Cette expérience scientifique majeure a été menée au sein de l'installation Extreme Light Infrastructure — Nuclear Physics (ELI-NP) en Roumanie. C'est ce que rapporte Ixbt.com. rapporte l'information.

Selon Ixbt.com, les muons sont des particules similaires aux électrons, mais environ 200 fois plus lourdes. C'est précisément cette caractéristique qui leur permet de traverser facilement des couches de plusieurs mètres de matériaux denses tels que le métal et la roche. En analysant le nombre de particules ayant traversé et la modification de leur trajectoire, il est possible d'étudier la structure interne des objets sans les ouvrir. Cette méthode est appelée muographie.

Source de muons artificiels et processus expérimental

Habituellement, la muographie utilise des muons générés naturellement par la collision de rayons cosmiques avec des particules atmosphériques. Cette méthode a été utilisée, par exemple, pour étudier la structure interne des pyramides d'Égypte. Cependant, les muons naturels sont relativement rares : environ une particule traverse chaque centimètre carré par seconde. Par conséquent, il fallait des mois d'observation pour obtenir une image détaillée.

Pour résoudre ce problème, les scientifiques ont décidé de créer une source de muons artificielle. Pour ce faire, un laser ultra-puissant a été dirigé vers un gaz, accélérant ses électrons à une énergie très élevée. Ensuite, les électrons sont entrés en collision avec une cible solide, produisant un rayonnement de haute énergie générant des paires de muons. Pour séparer les muons des autres particules, le faisceau résultant a été passé à travers un filtre en plastique et en paraffine.

Perspectives futures et importance pratique

Selon la source, des détecteurs situés jusqu'à 42 mètres de la source ont enregistré l'ombre d'un empilement de briques de plomb derrière un mur de béton de deux mètres d'épaisseur. L'image obtenue correspondait parfaitement à l'emplacement et aux dimensions réelles des briques. La modélisation informatique a montré qu'environ 90 % des particules enregistrées étaient des muons.

Les chercheurs considèrent qu'il s'agit de la première image formée principalement à l'aide de muons artificiels d'origine laser. Pour l'instant, la résolution de ces images reste faible, il est donc nécessaire d'améliorer la technologie, notamment les lasers et les détecteurs. Néanmoins, une source artificielle permet de réaliser des scans muoniques beaucoup plus rapidement et à la demande, sans dépendre du flux naturel de particules cosmiques.

À l'avenir, cette méthode pourrait devenir un outil important pour inspecter les ponts, les bâtiments et d'autres grandes infrastructures, ainsi que pour rechercher des matières nucléaires cachées sous d'épaisses couches de protection.