La calidad de los haces de muones puede evaluarse ahora gracias a una nueva técnica que ha producido las primeras imágenes conocidas de estas partículas de alta energía
Los muones son partículas cargadas que tienen 207 veces la masa de los electrones. Se forman de modo natural cuando los rayos cósmicos (chorros de partículas subatómicas que llegan del cosmos a enormes velocidades) golpean los átomos de la alta atmósfera de la Tierra. Una vez creados, se dispersan como metralla por la superficie de la Tierra. Pueden penetrar a través de cientos de metros de materia sólida antes de ser absorbidos.
En diversos campos de la ciencia se han utilizado los muones producidos de modo natural como una forma de asomarse a través de enormes estructuras sólidas. Por ejemplo, en 2017 unos investigadores anunciaron que habían encontrado una cámara oculta en el interior de la pirámide de Keops en Guiza, Egipto, comparando las intensidades de muones medidas por detectores situados dentro y fuera de la pirámide. En instalaciones de aceleradores de partículas también es posible ahora generar haces de muones, que se utilizan en diversas aplicaciones, como la espectroscopia de fluorescencia de rayos X no destructiva. También se espera que los haces de muones puedan ser adaptados para servir como radioterapia contra el cáncer.
El equipo de Seiichi Yamamoto, de la Universidad de Nagoya en Japón, ha desarrollado y probado una nueva técnica de obtención de imágenes que resulta prometedora para la evaluación de la calidad de los haces de muones y para realizar investigaciones con ellos. También debería ser beneficiosa para la radioterapia con muones en el futuro.
La técnica depende de un fenómeno que se produce cuando las partículas cargadas viajan a través de ciertos medios transparentes, como el agua. El agua enlentece la luz con respecto a las partículas de alta energía. En tales circunstancias, las partículas que se mueven más rápido que la luz provocan algo parecido al estampido sónico que oímos cuando un avión a reacción atraviesa la barrera del sonido. En el caso de las partículas, un "boom óptico", llamado efecto Cherenkov, provoca un breve destello.
Yamamoto y sus colegas obtuvieron imágenes de este efecto con una cámara especial cuando un haz de muones surcaba el agua u otro medio especialmente preparado. La técnica les permitió obtener imágenes de los muones y de los positrones que se forman cuando los muones se desintegran.
La calidad de los haces de muones puede evaluarse ahora gracias a esta nueva técnica que ha producido las primeras imágenes conocidas de estas partículas de alta energía.
Yamamoto y sus colegas exponen los detalles técnicos de este logro en la revista académica Scientific Reports, bajo el título "Optical imaging of muons".
