人類的火眼金睛繆子成像

趙君鵬

大名鼎鼎的孫悟空有一雙火眼金睛，他能看穿妖精的真實面目，也能看到柜子里藏著的事物。其實，依托科技的幫助，普通人也可以擁有這樣的“眼睛”，比如醫院檢查身體用的X光機、機場檢查行李用的安檢儀等。可是，你能想象透視金字塔這樣的龐然大物，或者透過厚厚的巖層給地球做檢查嗎？利用最新的繆子成像技術，人類就可以做到。

要了解繆子是什么，我們首先應了解粒子。粒子是以自由狀態存在的最小物質組成部分。最基本的粒子有12種，其中一種就是中微子。繆子是中微子的一種，它的質量很大，相當于電子的200倍。

地球上的繆子主要來源于宇宙射線，科學家直到1936年才發現繆子的存在。宇宙射線實際上就是高能粒子流，其主要成分是恒星拋射出的質子，這些高能質子和地球大氣層發生了碰撞，產生派介子，派介子衰變成中微子。繆子飛行的速度幾乎等于光速，所以在穿越物體時不宜轉向，并且能量損失比電子小。也就是說，繆子穿透物質的能力比電子更強，可以到達地平面以下幾千米。據測算，每秒穿過我們身體的繆子數以億計，不過請放心，繆子對人體無害。

科學家研究發現，任何射線和能量波經物體表面反射或穿透物體之后被檢測到，均可成像。手機拍照、X光、超聲波、紅外線等成像技術都是依據這個原理。同樣的道理，繆子也可以成像。電子、光子等難以穿越很深的巖層，而繆子可以輕松地穿過。在繆子面前，厚厚的地層就像是半透明的玻璃。當繆子穿越物體時，不同物質對繆子的吸收能力不同，最終被探測器探測到的繆子數量也就不同。通過分析不同方向探測到的繆子的數量，就可以得知繆子的行進路線。繆子超強的穿透能力和計算機成像技術相結合，就可以掃描大地、建筑等事物，然后在電腦上清晰地顯示出物體內部的圖像。

眾所周知，日本是一個火山較多的國家。但長期以來，如何了解火山內部情況，一直是個難題。近年來，日本東京地震研究所用繆子透視火山，終于看到了火山內部的詳細結構。加拿大的一個實驗室將繆子成像應用于找礦，利用繆子成像技術透視方圓數平方千米幾百米深的巖層。

長期以來，人們一直對金字塔的內部結構非常好奇。為此，科學家曾使用過微重力探測、無人機拍攝、地質雷達勘測等各種探測方法，結果一無所獲。近年來，法國、日本和埃及的科學家利用繆子成像技術探測著名的胡夫金字塔，取得了重大進展。圖像顯示，在金字塔的內部隱藏著一個巨大的暗室。另外，美國德克薩斯大學的科學家也用繆子探測了瑪雅金字塔內部，并繪制出了它的三維圖像。

以上繆子成像技術的應用還處于實驗階段，離推廣和普及仍有一段距離，主要是因為人工制造繆子的難度較大。無論是人為造成的放射性衰變還是核裂變都難以產生繆子。目前，科學家主要用質子加速器產生繆子，但質子加速器體積龐大，不易移動，所以透視巖層、火山和金字塔時，利用的繆子是從宇宙中“借用”的。

不用羨慕神話中孫悟空的神通廣大，有了科技的幫助，人類也可以擁有火眼金睛。雖然，目前繆子成像技術還在實驗階段，但隨著技術的進步，繆子成像的應用前景不可限量。