US-Verteidigungsministerium will mit Myonen-Maschine durch Wände sehen

Das Forschungslabor des US-Verteidigungsministeriums, die Defense Advanced Research Projects Agency (DARPA), will einen mobilen Myonen-Generator entwickeln, der es ermöglichen soll, durch Wände hindurchzusehen.

Myonen sind Elementarteilchen, die sich ähnlich wie Elektronen verhalten, aber 200 Mal schwerer sind. Die Myonen-Partikel sind ein Nebenprodukt kosmischer Strahlen. Ähnlich wie Röntgenstrahlen beim menschlichen Körper können diese Elementarteilchen Hunderte Meter Stein passieren. „In der Atmosphäre erzeugte Myonen treffen ständig auf jeden Zentimeter der Erdoberfläche und durchdringen fast jede Substanz“, schreibt das US-Energieministerium.

Beim Durchdringen ist es möglich, das Innere jedes Objekts zu messen, welche die Teilchen während ihrer Lebenszeit von exakt 2,2 Mikrosekunden passieren, bevor sie in ein Elektron und Neutrinos, das sind elektrisch neutrale Elementarteilchen mit geringer Masse, zerfallen. Die negativ geladenen Elementarteilchen haben Forscher*innen beispielsweise auch angewandt, um durch die Wände der Pyramide von Gizeh zu blicken. Die futurezone hat berichtet. 

10 bis 100 Gigaelektronenvolt

Mit dieser Eigenschaft plant die DARPA, Gebäude zu scannen, um interne Strukturen zu charakterisieren und das Vorhandensein von bedrohlichen Materialien wie beispielsweise speziellen Nuklearmaterialen zu detektieren. „Andere potenzielle Anwendungen beinhalten die schnelle Kartierung der Lage von unterirdischen Tunneln und Kammern Hunderte von Metern unter der Erdoberfläche“, so die DARPA.

Um Myonen zu erzeugen, bedarf es aber normalerweise großer Forschungseinrichtungen wie etwa den US-Teilchenbeschleuniger Fermilab oder den europäischen CERN-Beschleuniger. Die DARPA will nun aber einen eigenen Generator bauen: „Unter Ziel ist es, eine neue terrestrische Myonenquelle zu entwickeln, die keinen großen Beschleuniger benötigt und es möglich macht, gerichtete Myonenstrahlen bei relevanten Energien von 10 bis 100 Gigaelektronenvolt (GeV) zu erzeugen, um Materialien entweder abzubilden oder zu charakterisieren“, erklärt Mark Wrobel, Programm-Manager bei der DARPA und Programmleiter bei der Herstellung von Miniatur-Myonen namens MuS2.

Zum Einsatz soll die sogenannte Laser-Plasma-Beschleunigung (LPA) kommen, um zunächst einmal 10 GeV-Partikel für einen scanbaren Bereich von 10 Zentimetern zu erzeugen. Wie das am besten gelingt, will die DARPA in den kommenden 2 Jahren ermitteln. Danach will man ein skalierbares Beschleuniger-Konzept für 100 GeV oder mehr entwickeln.