Защо космическите частици са толкова важни? Мюоните – между ядрената сигурност и квантовите компютри
Как един музеен експонат от 2014 година се трансформира в микросекунден детектор на частици през 2025 година
Учени от Националната лаборатория Оук Ридж (ORNL) в Съединени американски щати сътвориха нов мобилен мюонен детектор, който би могъл съществено да промени метода към мониторинга на отработеното нуклеарно гориво и да помогне за създаването на нови квантови технологии.
Мюоните са обикновени частици, които ни разрешават да надникнем навътре в плътните материали, без да ги разрушаваме. Те се употребяват за томография на обекти, скрити от обичайните способи за визуализация. Работата с мюони обаче е сложна: те живеят едвам няколко микросекунди, тъй че е извънредно мъчно да се записва тяхното придвижване и сила.
Екипът от инженери и физици на ORNL се оправи с това предизвикателство, като приспособява технология, в началото създадена за детекторите на неутрони на Spallation Neutron Source. Новият инструмент е в положение да записва по едно и също време както силата на мюоните, по този начин и ъглите им на разпръскване. Преди това томографските уреди нормално отчитаха единствено един от тези параметри, което ограничаваше качеството на изображението.
Проектът се създава от няколко години. Ръководителят на проучването, нуклеарният инженер Джунхюн Бае, съобщи, че се е опитвал да осъществя концепцията още от времето на докторантурата си, само че е срещал компликации. Решението пристигнало ненадейно: в Музея на науката и енергетиката той забелязал остарял неутронен детектор на групата на Якуба Диавара в ORNL. Именно неговият план е в основата на новата разработка.
Диавара акцентира, че истинското устройство е основано преди повече от десетилетие за опити с неутрони, само че „ възвръщаемостта на тази инвестиция надмина всички упования “, защото е употребена за основаване на технология, която работи в други области на физиката.
Създаването на мюонния детектор е резултат от тясното съдействие сред два отдела на лабораторията – Neutron Sciences и Fusion and Fission Energy and Sciences. Устройството ще бъде конфигурирано в новото оборудване на ORNL по-късно тази година за измервания в действителни условия.
Научната общественост разпорежда огромни очаквания на тази технология. Тя може освен да усъвършенства нуклеарната сигурност, само че и да даде подтик на квантовите калкулации, при които стабилността на хардуера към момента е един от главните проблеми.
