science >> Wetenschap >  >> Fysica

Muon-bundelanalyse van organisch materiaal in monsters uit de ruimte

Concept van Muonic karakteristieke röntgenstraling. Krediet:Universiteit van Osaka

Muon heeft een veel hogere doorlaatbaarheid dan elektronen en röntgenstralen. Door deze eigenschap van muon kunnen we door vulkanen heen kijken, piramides, en kernreactoren met door kosmische straling geïnduceerde natuurlijke muonen. De kunstmatige muonstraal in versnellingsfaciliteiten heeft ook een enorm potentieel voor materiaalwetenschap. Er is al aangetoond dat de muonstraal in buitenaardse monsters kan kijken.

Onlangs, De Universiteit van Osaka heeft een toonaangevende bron van intense gelijkstroommuonbundels opgezet (MuSIC; MUon Science Innovative Channel), en slaagde erin om grote hoeveelheden belangrijke elementen te verkrijgen in een centimetergrote chip van een koolstofhoudend chondriet, een meteorietspecimen genaamd Jbilet Winselwan. Hun studie werd gerapporteerd in Wetenschappelijke rapporten .

De niet-destructieve classificatie van buitenaardse monsters en de bepaling van hun koolstofgehalte is een nieuwe, krachtige benadering voor primaire karakterisering van monsters die door ruimtevaartuigen zijn geretourneerd. Vooral, deze techniek zal heel nuttig zijn om millimeter- tot centimetergrote monsters te karakteriseren die in de jaren 2020 door Hayabusa2 (2014-2020) en OSIRIS-REx (2016-2023) van koolstofhoudende asteroïden zullen worden teruggestuurd, omdat de monsters naar verwachting buitenaardse organische stoffen bevatten.

Hoofdauteur prof. Kentaro Terada zegt:"We zijn vooral geïnteresseerd in het organische gehalte van deze asteroïde-monsters. Het is belangrijk om het muonische koolstof-röntgensignaal van binnenuit de representatieve koolstofhoudende chondrieten te meten zonder enige vernietiging."

Een volledige weergave van de MUZIEK ( Mu Aan S wetenschap l innovatief C hannel) bundellijn bij RCNP (Research Center for Nuclear Physics), Universiteit van Osaka Krediet:Universiteit van Osaka

Deze niet-destructieve elementaire analytische techniek zal een grote innovatieve doorbraak zijn, niet alleen in de aard- en planetaire wetenschap, maar ook in verschillende onderzoeksgebieden, zoals archeologie, Materiaalkunde, en sociale wetenschappen.

Co-auteur Dr. Akira Sato, die de leiding heeft over de muonstraallijn, zegt, "Door deze proeven hebben we veel geleerd over op muonen gebaseerde analyse en hebben we de gebieden geïdentificeerd die nog verdere verbeteringen nodig hebben. Onze niet-destructieve elementaire analyse kan worden toegepast op archeologische en museale artefacten, die vanwege hun waarde of schaarste een niet-destructieve analyse vereisen. Met deze methode kunnen we ook de distributie van chemische componenten in een werkende lithium-ionbatterij bestuderen."

Vergelijking van CI-genormaliseerde C/Si- en Fe/Mg-verhoudingen van Jbilet Winselwan met die van verschillende chemische groepen van chondrieten. Krediet:Universiteit van Osaka