Uma nova técnica obteve as primeiras imagens de feixes de partículas de múons. Cientistas da Universidade de Nagoya desenvolveram a técnica de imagem com colegas da Universidade de Osaka e KEK, Japão, e a descrevem na revista Scientific Reports. Eles planejam usá-lo para avaliar a qualidade desses feixes, que estão sendo usados cada vez mais em aplicações avançadas de imagem.
Muons são partículas carregadas que têm 207 vezes a massa dos elétrons. Eles se formam naturalmente quando os raios cósmicos atingem átomos na alta atmosfera, caindo em todas as partes da superfície da Terra. Eles podem penetrar centenas de metros de sólidos antes de serem absorvidos.
Os cientistas usaram partículas de múon que ocorrem naturalmente como uma forma de espiar através de enormes estruturas sólidas. Por exemplo, em 2017, os cientistas anunciaram que encontraram uma câmara escondida dentro da Pirâmide Khufu de Gizé comparando as intensidades dos múons medidas por detectores localizados dentro e fora da pirâmide. As instalações do acelerador de partículas agora também podem gerar feixes de múons, que são usados em uma variedade de aplicações, como espectroscopia de fluorescência de raios-X não destrutiva. Os feixes de múons também devem ser adaptados para a radioterapia do câncer.
O cientista nuclear biomédico da Universidade de Nagoya, Seiichi Yamamoto, e seus colegas desenvolveram uma nova técnica de imagem que, segundo eles, é promissora para avaliação de qualidade e pesquisa de feixes de múons e deve ser benéfica para a radioterapia de múons no futuro.
A técnica depende de um fenômeno que ocorre quando partículas carregadas viajam através de meios transparentes, como a água. A água diminui a velocidade da luz em relação às partículas de alta energia. As partículas que se movem mais rápido que a luz causam algo semelhante ao estrondo sônico que ouvimos quando um avião a jato rompe a barreira do som. No caso das partículas, uma ‘explosão ótica’, chamada de efeito Cherenkov, causa um breve clarão.
Yamamoto e seus colegas imaginaram esse efeito com uma câmera especial quando um feixe de múon foi direcionado através da água ou de um bloco cintilador de plástico. A técnica permitiu que eles visualizassem múons e pósitrons que se formam quando os múons decaem. Isso os ajudou a medir o alcance do feixe através da água ou do cintilador de plástico e o desvio de seu momento, bem como esclarecer a direção do movimento do pósitron.
“O sistema é compacto, de baixo custo e fácil de usar, mostrando-se promissor como ferramenta de avaliação de qualidade em instalações de feixe de muon”, afirma Yamamoto.
Publicado em 03/02/2021 19h04
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