Qualité des faisceaux de muons – Technoguide

Une nouvelle technique a pris les premières images de faisceaux de particules de muons. Les scientifiques de l’Université de Nagoya ont conçu la technique d’imagerie avec des collègues de l’Université d’Osaka et du KEK, au Japon et la décrivent dans la revue Scientific Reports. Ils prévoient de l’utiliser pour évaluer la qualité de ces faisceaux, qui sont de plus en plus utilisés dans les applications d’imagerie avancées.

Les muons sont des particules chargées qui représentent 207 fois la masse des électrons. Ils se forment naturellement lorsque les rayons cosmiques frappent des atomes dans la haute atmosphère, se déversant sur chaque partie de la surface de la Terre. Ils peuvent pénétrer à travers des centaines de mètres de solides avant d’être absorbés.

Les scientifiques ont utilisé des particules de muons naturelles pour jeter un coup d’œil à travers d’énormes structures solides. Par exemple, en 2017, des scientifiques ont annoncé avoir trouvé une chambre cachée à l’intérieur de la pyramide de Khéops de Gizeh en comparant les intensités de muons mesurées par des détecteurs situés à l’intérieur et à l’extérieur de la pyramide. Les installations d’accélérateur de particules peuvent désormais également générer des faisceaux de muons, qui sont utilisés dans une variété d’applications, comme la spectroscopie par fluorescence X non destructive. Les faisceaux de muons devraient également être adaptés pour la radiothérapie du cancer.

Le scientifique biomédical nucléaire de l’Université de Nagoya, Seiichi Yamamoto, et ses collègues ont développé une nouvelle technique d’imagerie qui, selon eux, est prometteuse pour l’évaluation de la qualité et la recherche sur les faisceaux de muons, et devrait être bénéfique pour la radiothérapie muonique à l’avenir.

La technique dépend d’un phénomène qui se produit lorsque des particules chargées voyagent à travers un milieu transparent, comme l’eau. L’eau ralentit la lumière par rapport aux particules à haute énergie. Les particules se déplaçant plus vite que la lumière provoquent quelque chose de similaire au boom sonore que nous entendons lorsqu’un avion à réaction franchit le mur du son. Dans le cas des particules, un «boom optique», appelé effet Cherenkov, provoque un bref éclair.

Yamamoto et ses collègues ont imaginé cet effet avec une caméra spéciale lorsqu’un faisceau de muons était dirigé à travers l’eau ou un bloc de scintillateur en plastique. La technique leur a permis d’imaginer les muons et les positrons qui se forment lorsque les muons se désintègrent. Cela les a aidés à mesurer la portée du faisceau à travers le scintillateur à eau ou en plastique, et la déviation de son élan, ainsi qu’à clarifier la direction du mouvement des positons.

«Le système est compact, peu coûteux et facile à utiliser, et s’avère prometteur en tant qu’outil d’évaluation de la qualité dans les installations de faisceaux de muons», déclare Yamamoto.

Source de l’histoire:

Matériel fourni par l’Université de Nagoya. Remarque: le contenu peut être modifié pour le style et la longueur.

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