ภายในมหาพีระมิดแห่งกิซ่าของอียิปต์มีโพรงลึกลับ ช่องว่างบาคาร่าที่มนุษย์มองไม่เห็นมองไม่เห็น พื้นผิวของมันไม่เคยถูกแตะต้องด้วยมือสมัยใหม่ แต่โชคดีที่นักวิทยาศาสตร์ไม่ได้ถูกจำกัดด้วยประสาทสัมผัสของมนุษย์อีกต่อไปเพื่อสัมผัสถึงรูปทรงของภายในที่ยังมิได้สำรวจของพีระมิด นักวิทยาศาสตร์จึงเดินตามเส้นทางของอนุภาคย่อยของอะตอมขนาดเล็กที่เรียกว่ามิวออน อนุภาคเหล่านั้นซึ่งเกิดในชั้นบรรยากาศของโลกสูง พุ่งเข้าหาพื้นผิวและเจาะทะลุพีระมิด อนุภาคบางตัวบ่งบอกถึงสิ่งที่พวกเขาพบในเครื่องตรวจจับที่มีความละเอียดอ่อนในและรอบ ๆ พีระมิด เส้นทางของอนุภาคเผยให้เห็นถึงการปรากฏตัวที่น่า
ประหลาดใจของห้องที่ซ่อนอยู่ซึ่งประกาศในปี 2560 ( SN: 11/25/17, หน้า 6 )
การค้นพบอันน่าทึ่งนั้นจุดประกายแผนการในหมู่นักฟิสิกส์ที่จะใช้มิวออนเพื่อสำรวจโครงสร้างทางโบราณคดีอื่นๆ และนักวิจัยบางคนกำลังใช้เทคนิคที่เรียกว่า muography เพื่อทำแผนที่ระบบประปาของภูเขาไฟ นักธรณีฟิสิกส์ Giovanni Leone จาก Universidad de Atacama ในเมือง Copiapó ประเทศชิลี กล่าวว่า “คุณสามารถมองเห็นภายในภูเขาไฟได้จริงๆ มุมมองภายในดังกล่าวสามารถให้ข้อมูลเพิ่มเติมแก่นักวิทยาศาสตร์เกี่ยวกับวิธีการและเวลาที่ภูเขาไฟจะปะทุ
มิวออนมีอยู่ทุกหนทุกแห่งบนพื้นผิวโลก พวกมันถูกสร้างขึ้นเมื่ออนุภาคพลังงานสูงจากอวกาศที่เรียกว่ารังสีคอสมิกตกสู่ชั้นบรรยากาศของโลก มูนโปรยลงมาอย่างต่อเนื่องผ่านชั้นบรรยากาศในมุมต่างๆ เมื่อพวกมันไปถึงพื้นผิวโลก อนุภาคจะกระตุ้นภายในของโครงสร้างขนาดใหญ่ เช่น ปิรามิด พวกมันเจาะสิ่งเล็กๆ ด้วย: ภาพขนาดย่อของคุณถูกมิวออนเจาะประมาณนาทีละครั้ง การวัดจำนวนอนุภาคที่ถูกดูดกลืนเมื่อผ่านโครงสร้างสามารถเปิดเผยความหนาแน่นของวัตถุ และเผยให้เห็นช่องว่างที่ซ่อนอยู่ภายใน
เทคนิคนี้ชวนให้นึกถึงการถ่ายภาพเอ็กซ์เรย์ขนาดมหึมา Mariaelena D’Errico
นักฟิสิกส์อนุภาคจากสถาบันฟิสิกส์นิวเคลียร์แห่งชาติในเนเปิลส์ประเทศอิตาลีซึ่งศึกษา Mount Vesuvius กับมิวออนกล่าว แต่ “แทนที่จะใช้รังสีเอกซ์ เราใช้ … แหล่งกำเนิดอนุภาคตามธรรมชาติ” ซึ่งเป็นแหล่งของมิวออนที่ไม่มีวันสิ้นสุด
นักฟิสิกส์มักศึกษารังสีคอสมิกเพื่อให้เข้าใจจักรวาลได้ดีขึ้นว่ามาจากที่ใด แต่ muography ได้เปลี่ยนประเพณีนี้โดยใช้อนุภาคของจักรวาลเหล่านี้เพื่อเรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับส่วนต่าง ๆ ที่ไม่เคยรู้จักมาก่อนในโลกของเรา นักฟิสิกส์อนุภาค ฮิโรยูกิ ทานากะแห่งมหาวิทยาลัยโตเกียว กล่าวโดยส่วนใหญ่ว่า “อนุภาคที่มาจากจักรวาลไม่เคยถูกนำไปใช้กับชีวิตปกติของเรา” ทานากะและคนอื่นๆ พยายามจะเปลี่ยนสิ่งนั้น
แบบจำลองภูเขาไฟแสดงเส้นทางของมิวออนที่ไหลผ่านภูเขาไฟเป็นสีแดง และชนกับเครื่องตรวจจับสีน้ำเงินอีกด้านหนึ่ง
เพื่อให้เห็นภาพการทำงานภายในของภูเขาไฟ นักวิทยาศาสตร์จับมิวออนที่ผ่าน (แทร็กหนึ่งแสดงเป็นสีแดง) และไปยังเครื่องตรวจจับอนุภาค (สีน้ำเงิน) นักวิทยาศาสตร์สามารถระบุความหนาแน่นของวัสดุได้โดยการระบุตำแหน่งที่มิวออนเจาะภูเขาไฟ
G. BONOMI ET AL/PROGRESS IN PARTICLE AND NUCLEAR PHYSICS 2020
ไม่มีอนุภาคเหมือนมัน
ลูกพี่ลูกน้องของอิเล็กตรอนที่น่าอึดอัดใจ มิวออนอาจดูเหมือนเป็นเรื่องแปลกประหลาดที่ไม่จำเป็นของฟิสิกส์ เมื่ออัตลักษณ์ของอนุภาคถูกเปิดเผยครั้งแรก นักฟิสิกส์สงสัยว่าทำไมอนุภาคแปลก ๆ จึงมีอยู่จริง ในขณะที่อิเล็กตรอนมีบทบาทสำคัญในอะตอม แต่มิวออนที่หนักกว่านั้นไม่มีจุดประสงค์ดังกล่าว
แต่มิวออนกลับกลายเป็นว่าเหมาะอย่างยิ่งสำหรับการสร้างภาพการตกแต่งภายในของวัตถุขนาดใหญ่ มวลของมิวออนมีขนาดใหญ่กว่าอิเล็กตรอนประมาณ 207 เท่า ปริมาณที่มากเป็นพิเศษนั้นหมายความว่ามิวออนสามารถข้ามหินหลายร้อยเมตรขึ้นไปได้ Cristina Cârloganu นักฟิสิกส์อนุภาคกล่าวว่าความแตกต่างระหว่างอิเล็กตรอนและมิวออนผ่านสสารก็เหมือนกับความแตกต่างระหว่างกระสุนและลูกกระสุนปืนใหญ่ กำแพงอาจหยุดกระสุนขณะที่ลูกกระสุนปืนใหญ่ทะลุผ่าน
Muons มีอยู่มากมาย ดังนั้นจึงไม่จำเป็นต้องสร้างลำแสงประดิษฐ์ขึ้น เช่น การถ่ายภาพเอ็กซ์เรย์ของกระดูกหักในที่ทำงานของแพทย์ เป็นต้น Muons “ฟรี” Cârloganuจาก CNRS และสถาบันฟิสิกส์นิวเคลียร์และอนุภาคแห่งชาติในAubièreประเทศฝรั่งเศสกล่าวบาคาร่า
