La DARPA cherche une machine portable de fabrication de muons pour voir à travers presque tout

La DARPA (Defense Advanced Research Projects Agency) des États-Unis a lancé un programme qui, espère-t-elle, permettra de créer un générateur de muons portable.

Les muons sont des particules subatomiques qui se comportent un peu comme des électrons mais qui sont environ 200 fois plus lourdes. Comme l’explique le département américain de l’énergie, “les muons créés dans l’atmosphère frappent constamment chaque centimètre de la surface de la Terre et traversent presque toutes les substances”.

De nombreux scientifiques ont noté que la mesure du passage des muons offre la possibilité de mesurer l’intérieur de tout objet traversé par les particules pendant les 2,2 microsecondes environ pendant lesquelles elles existent avant de se désintégrer en un électron et des neutrinos. Les Boffins l’ont déjà fait sur des cibles telles que les pyramides de Gizeh, en utilisant la pluie constante de muons atmosphériques qui baigne la Terre chaque jour, et des techniques qui ne sont pas très différentes de celles utilisées avec les rayons gamma, les rayons X, les neutrons, les protons , et les électrons dans les applications d’imagerie.

La DARPA imagine utiliser des muons pour faire des choses comme scanner des bâtiments “pour caractériser les structures internes et détecter la présence de matières dangereuses telles que des matières nucléaires spéciales”.

“D’autres applications potentielles incluent la cartographie rapide de l’emplacement des tunnels souterrains et des chambres à des centaines de mètres sous la surface de la Terre”, affirme l’Agence.

L’humanité a également compris comment créer des muons – mais comme l’admet la DARPA, cela “nécessite des particules à si haute énergie que la production est limitée à de grandes installations de recherche en physique telles que l’accélérateur national de particules Fermilab des États-Unis dans l’Illinois et l’accélérateur européen du CERN. en Suisse.”

Le laboratoire Fermi observe les muons au travail dans une installation qui comprend “un anneau de stockage magnétique supraconducteur de 50 pieds de diamètre, qui se trouve dans sa salle de détection au milieu des racks électroniques, de la ligne de faisceau de muons et d’autres équipements” – et fonctionne à moins 450 degrés Fahrenheit (- 267,8°C), vous aurez donc besoin de moufles épaisses.

La DARPA pense qu’elle peut mieux faire.

“Notre objectif est de développer une nouvelle source terrestre de muons qui ne nécessite pas de grands accélérateurs et nous permet de créer des faisceaux directionnels de muons à des énergies pertinentes, de 10 à 100 s de GeV – pour imager ou caractériser les matériaux”, a déclaré Mark Wrobel. , directeur de programme au Bureau des sciences de la défense de la DARPA et patron du programme de fabrication de muons miniatures appelé MuS2.

“Ce programme est rendu possible par une technologie laser à haute puissance de crête qui progresse régulièrement et peut potentiellement créer les conditions pour la production de muons dans un facteur de forme compact”, a ajouté Wrobel. “MuS2 jettera les bases nécessaires pour examiner la faisabilité du développement de sources de muons compactes et transportables.”

“MuS2 vise à utiliser ce qu’on appelle l’accélération du plasma laser (LPA) pour créer initialement des particules de 10 GeV dans l’espace de dizaines de centimètres par rapport aux centaines de mètres nécessaires pour les accélérateurs linéaires de pointe”, déclare l’annonce du projet par la DARPA.

L’Agence s’est donnée deux ans pour trouver comment fabriquer des muons de 10 GeV. Une deuxième phase de deux ans “visera à développer des conceptions d’accélérateurs évolutives de 100 GeV ou plus et à produire un nombre approprié de muons pour des applications pratiques”.

Pour faire le travail, la DARPA est à la recherche de personnes ayant de l’expérience dans la fourniture d’installations laser de niveau pétawatt, la conception de cibles à muons et les systèmes HPC pour exécuter des simulations, entre autres compétences ésotériques.

L’Agence a invité les futurs fabricants de muons à assister à un événement le 5 août, au cours duquel elle expliquera MuS2 en détail. ®