Robert Klatt
Das Forschungslabor des US-Verteidigungsministeriums entwickelt einen mobilen Myonen-Generator, mit dem das US-Militär durch Wände sehen kann.
Arlington County (U.S.A.). Die Defense Advanced Research Projects Agency (DARPA), eine Behörde des Verteidigungsministeriums der Vereinigten Staaten (DoD), möchte einen mobilen Myonen-Generator entwickeln, mit dem durch Wände gesehen werden kann. Myonen sind Elementarteilchen, die als Nebenprodukt kosmischer Strahlen entstehen. Sie verhalten sich ähnlich wie Elektronen, sind aber 200-mal schwerer.
Wie Röntgenstrahlen beim menschlichen Körper können Myonen Hunderte Meter Stein durchdringen. „In der Atmosphäre erzeugte Myonen treffen ständig auf jeden Zentimeter der Erdoberfläche und durchdringen fast jede Substanz“, erklären Wissenschaftler des Energieministeriums der Vereinigten Staaten (DOE).
Während ihrer Lebenszeit von exakt 2,2 Mikrosekunden können Myonen somit Objekte passieren, deren Inneres dadurch exakt vermessen werden kann. Anschließend zerfallen die Elementarteilchen in ein Elektron und Neutrinos.
Laut der DARPA ermöglichen es Myonen Gebäude zu scannen. Es können so interne Strukturen und eventuell vorhandene Bedrohungen wie etwa Nuklearmaterialen von außen entdeckt werden. „Andere potenzielle Anwendungen beinhalten die schnelle Kartierung der Lage von unterirdischen Tunneln und Kammern Hunderte von Metern unter der Erdoberfläche“, erklären die Forscher der DARPA.
Derzeit können jedoch nur wenige große Forschungseinrichtungen wie der europäische Teilchenbeschleuniger CERN und der US-Teilchenbeschleuniger Fermilab Myonen erzeugen. Die DARPA möchte deshalb einen kompakten Myonen-Generator bauen.
„Unser 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.
Konkret soll dabei die sogenannte Laser-Plasma-Beschleunigung (LPA) verwendet werden. Diese soll im ersten Projektabschnitt 10 GeV-Partikel erzeugen, mit denen ein Bereich von 10 Zentimetern gescannt werden kann. Danach soll das Beschleunigerkonzept 100 GeV oder mehr erreichen.
