H τομογραφία μιονίων αποτελεί έναν από τους πιο σύγχρονους διαθεματικούς επιστημονικούς κλάδους ο οποίος αξιοποιεί τις ιδιότητες των μιονίων (μεγάλες ευθύγραμμες τροχιές και μεγάλη διεισδυτικότητα στην ύλη) για να μπορέσει να «ακτινογραφήσει» σε αντιστοιχία με τις ακτίνες -Χ το εσωτερικό διαφόρων δομών: στο χώρο της αρχαιολογίας, της γεωλογίας αλλά και της μηχανικής κτηρίων μα και της μελέτης του εσωτερικού πυρηνικών αντιδραστήρων ελαχιστοποιώντας την άμεση εμπλοκή του ανθρώπινου παράγοντα.
Πως λειτουργεί;
Τα μιόνια τα οποία είναι πολύ διεισδυτικά μπορούν να διέλθουν από φυσικά ή τεχνητά αντικείμενα και να ανιχνευθούν βγαίνοντας από αυτά. Μετρώντας τον ρυθμό καταγραφής μιονίων μέσα από τα αντικείμενα και συγκρίνοντάς τον με τον αναμενόμενο ρυθμό αν δεν υπήρχαν τα αντικείμενα μπορούμε να πάρουμε πληροφορία για το εσωτερικό των αντικειμένων αυτών.
Δύο τεχνικές αξιοποιούνται για την τομογραφία μιονίων: Η πρώτη βασίζεται στην απορρόφηση μιονίων: Όμοια με την αρχή λειτουργίας της ακτινογραφίας, υλικά με διαφορετική σύσταση μπορούν να απορροφήσουν μιόνια με διαφορετικό ρυθμό. Μετρώντας πόσα μιόνια βγαίνουν από το αντικείμενο σχετικά με όσα μπήκαν μπορούμε να υπολογίσουμε τις ιδιότητες του υλικού. Τοποθετώντας τους ανιχνευτές μας σε διαφορετικές θέσεις μπορούμε να πάρουμε μία τρισδιάστατη εικόνα του εσωτερικού του αντικειμένου.
Από το 2008, η κοινοπραξία Diaphane μελετά το ηφαίστειο La Grande Soufrière στη Γουαδελούπη ενώ ταυτόχρονα επεκτείνει τις δραστηριότητές τις σε άλλες περιοχές όπως πολιτική μηχανική ή και αρχαιολογία.
Η δεύτερη τεχνική βασίζεται στη σκέδαση μιονίων και θα αναφερθεί για πληρότητα: Τοποθετώντας δύο ανιχνευτές μιονίων έναν από τη μία και έναν από την άλλη πλευρά ενός υπο μελέτη αντικειμένου μπορούμε να μελετήσουμε την κατανομή των μιονίων καθώς μπαίνουν και καθώς βγαίνουν από αυτό. Αν το αντικείμενο έχει μέσα του ανομοιογένειες (λόγου χάριν ένα μέρος του όγκου του αποτελείται από ένα υλικό μεγάλου ατομικού βάρους), τότε τα μιόνια θα σκεδαστούν εκεί και η κατανομή τους στην έξοδο θα διαφέρει από αυτή στην είσοδο. Τα βαρύτερα στοιχεία προκαλούν σκεδάσεις σε μεγαλύτερες γωνίες. Σαν αποτέλεσμα, συγκρίνοντας τη γωνιακή κατανομή των μιονίων στον πάνω και τον κάτω ανιχνευτή, οι ερευνητές μπορούν να απεικονίσουν το εσωτερικό ενός αντικειμένου.
Δείτε το παρακάτω Webinar και μάθετε τα επιτεύγματα της σύγχρονης έρευνας στην τομογραφία μιονίων από την ομάδα του CNRS υπό την καθοδήγηση του καθηγητή J. Marteau. To webinar διοργανώθηκε στο πλαίσιο της Ευρωπαϊκής πρωτοβουλίας REINFORCE
