μ子照相術 簡宗奇
藉著追蹤μ子的散射軌跡可顯示出「立體」影像！
在1970年代，物理學家Louis Alvarez首創以μ子（Muon）的吸收譜描繪出埃及
吉薩金字塔內部的結構圖形，這種方法就類似大型的X光照相一樣，可一窺物體內部
究竟。不過實際上，X光攝影無法針對大尺度的物體進行，也很難呈現三維立體的
影像。
最近，美國羅沙拉摩斯國家實驗室（Los Alamos National Laborayory）的研究
人員想出一種安全經濟的新方法，藉著追蹤μ子的散射軌跡來偵測如鈾一般的重元素，
更可顯示出立體影像。這種方法不像在醫院照X光以檢視人體組織、或在海關處查緝
走私的金屬物體一樣，須要利用人工輻射來進行。μ子偵測較為環保，它由宇宙射線
與大氣層交互作用的過程中所產生，是一種天然原料，而且運用著天然的「加速器」。
μ子射向地球表面的通量為每分鐘每平方公尺約一萬個左右；科學家在做為標靶
的鎢質樣本之上方與下方各放置一列感應器，藉由研究人員開展出的電波成像技術來
分析μ子在撞擊重元素前與撞擊後的軌跡變化，根據軌跡的變化情形可以建立三維
影像，進一步鑑定樣本組成與標定所在位置。實驗室的一位主管Priedhorsky說「這項
研究做得出乎意料的好！」他同時提到「越是設法去隱蔽樣本物質，μ子探測技術
的功能就越顯著；就如同我們在一卡車的羊群裡，可以偵測到一公升體積的鈾元素
一樣。」或者說，即使掩蔽物與樣本的異質性很大，μ子偵測仍然管用，而且可以
在短時間內做大範圍的搜索。
這項研究的結果在近期的Nature雜誌（vol.422，p277）刊出，從中可以看出實驗
的電波圖像及散射頻寬，與電腦模擬的結果相當吻合。如果技術再臻成熟，以後找礦
尋寶就方便多了；也因為具備這種功能，μ子照相術也將成為偵防走私鈾核原料的
一把利器。
取材自http://physicsweb.org/article/news/7/3/11
--
曾經滄海難為水 除卻巫山不是雲
取次花叢懶回顧 半緣修道半緣君
--
※ 發信站: 批踢踢實業坊(ptt.cc)
◆ From: 139.223.28.55