Для более точных прогнозов времени извержения вулканов весьма неплохо бы было иметь, помимо косвенных данных, визуальные снимки того, что же происходит внутри самого вулкана и под поверхностью Земли в близлежащих районах. Поскольку у людей нет еще рентгеновских аппаратов, способных сделать снимок целой горы, ученые начали использовать для этого космическое излучение, лучи, приходящие из глубин Вселенной, в качестве системы получения изображений.

Космические лучи - этот поток высокоэнергетических частиц, прибывающие из космоса и сталкивающиеся с атмосферой Земли. Этот процесс происходит непрерывно, но иногда, частица космического излучения, столкнувшись с атомом вещества воздуха, рождает мюон, который является крошечной субатомной частицей, подобной электрону. Стоит отметить, что за последнюю минуту сквозь Ваше тело прошло приблизительно 10 тысяч мюонов, но, я думаю, Вы этого просто не заметили. Такое мюонное излучение абсолютно безвредно для человека.

Двигающиеся мюоны из-за своих малых габаритов и массы проходят через материю, практически не задерживаясь. Но все-таки некоторым из них удается столкнуться с ядром атома вещества и остановиться. В принципе, практически то же самое происходит в рентгеновском кабинете при движении фотонов рентгеновского излучения через тело человека. Более плотные части тела останавливают большее количество фотонов, благодаря чему можно получить на пленке изображение внутренних органов.

Используя мюоны можно использовать технологию, подобную рентгеноскопии, для получения изображений внутренностей всего чего угодно, независимо от размеров, в том числе и вулканов. Вместо фотопленки, используемой при рентгеноскопии, используются два параллельных мюонных датчика, размещенных в неподалеку от вулкана. Эти датчики отслеживают движение мюонов и отбирают из общей массы мюоны, прошедшие через два датчика. Естественно, что количество прошедших сквозь тело вулкана мюонов будет зависеть от плотности материи и, расположив множество датчиков вокруг вулкана или двигая пару датчиков по заданной траектории, можно постепенно создать трехмерную картину процессов, происходящих внутри вулкана.

Такая технология использовалась для проведения съемки внутренностей жерла вулкана Везувий, вулкана, который уже в течение очень долгого времени держит в напряжении итальянцев, живущих в непосредственной близости от вулкана. А на видеоролике, представленном ниже, можно увидеть общие принципы технологии мюонной рентгеноскопии.

Watch Sneak Peak: Deadliest Volcanoes on PBS. See more from NOVA.

Источник