Космические лучи могут помочь оценить скрытый ущерб от войны в Украине: что придумали ученые

Энергетические частицы, которые ненадолго появляются, когда космические лучи попадают в атмосферу Земли, могут помочь оценить скрытый ущерб зданиям в Украине после окончания войны, пишет Space.

У Фокус. Технологии появился свой Telegram-канал. Подписывайтесь, чтобы не пропускать самые свежие и захватывающие новости из мира науки!

Космические лучи и мюоны

Энергетические частицы, известные как мюоны, возникают в результате столкновения протонов и атомных ядер, из которых состоят космические лучи, с молекулами в атмосфере Земли. Мюоны существуют всего примерно 2 микросекунды, а затем распадаются на электроны и антинейтрино.

В то же время мюоны движутся со скоростью света, а потому проходят огромные расстояния за время своего существования. Каждую секунду примерно 10 000 мюонов попадает на 1 кв. м поверхности Земли. При этом мюоны проникают глубоко в землю на десятки метров.

Еще в прошлом веке ученые предположили, что мюонные детекторы можно использовать для сканирования непроницаемых структур, чтобы увидеть, что происходит у них внутри. Но только за последние 10 лет эта технология получила значительно развитие.

Портативный мюонный детектор

Несколько компаний по всему миру добились прогресса в разработке портативных устройств мюонной томографии, которые могут сканировать транспортные средства на предмет контрабанды, или же искать трещины в автомобильных мостах или стареющих ядерных реакторах.

Эстонская компания GScan также добилась успеха в разработке портативных мюонных детекторов и уже провела испытание во время сканирования ядерных объектов в разных странах. Компания планирует внедрить свою технологию в Украине, чтобы помочь оценить скрытые трещины и разломы в зданиях и мостах, возникшие в результате войны, которые могут привести к обрушению конструкций в будущем.

Энди Гектор, соучредитель GScan, считает, что нет никакой другой технологии, способной настолько эффективно заглянуть внутрь бетонного блока и увидеть его повреждения. Самые мощные рентгеновские устройства могут заглянуть на глубину от 10 до 20 см. Но мюонные детекторы позволяют заглянуть на глубину в десятки метров.

По словам Гектора, с помощью мюонного детектора можно увидеть какие именно повреждения существует глубокого внутри бетонных конструкций. Например, это могут быть скрытые трещины или полости.

Как работает мюонный детектор?

Когда мюоны приближаются к объекту, датчик, изготовленный из особого вида пластикового волокна, обнаруживает их прохождение. Ученые могут реконструировать траекторию движения мюонов, когда они проходят через каждый слой волокна в разных местах. Другой детектор, размещенный с другой стороны бетонной конструкции, после этого измеряет, как изменился путь движения мюонов, когда частицы рассеивались из-за существующих повреждений внутри бетонного блока. Таким образом можно получить представление о типе повреждения и его расположении внутри объекта.

По словам Гектора, на самом деле это не очень быстрый и трудоемкий процесс. Мюонные детекторы могут сканировать бетонную конструкцию в течение недели и даже месяца. Например, для оценки повреждений автомобильного моста потребуется до 30 дней, а стоимость этого процесса может обойтись в сумму до 125 тысяч долларов.

Внедрение технологии в Украине

Сейчас компания GScan ведет переговоры с украинским правительством о проведении тестирования технологии на мосту Патона в Киеве. Мост длиной 1543 метра, существующий уже 70 лет, и до войны считался серьезно поврежденным.

По словам Гектора, когда закончится война, возможно, власти Украины захотят применить эту технологию во время восстановления страны.

Мюоны безопаснее рентгеновского света

Мюонные детекторы не только видят намного глубже, чем другие устройства с помощью рентгеновского света, но они намного безопаснее. Мюоны не повреждают клетки и ДНК, как это делают даже низкие дозы рентгеновского излучения. Поэтому такие детекторы не увеличивают риск возникновения рака у своих операторов.

Как уже писал Фокус, первые черные дыры врезались в Землю и этого доказательство скрывается в обычных предметах. Ученые предложили новый способ обнаружить неуловимые первичные черные дыры, которые образовались в самом начале истории Вселенной.