罗马尼亚团队用激光生成介子 实现隔着两米混凝土对铅块成像

介子是比电子重得多的基本粒子。宇宙射线中的高速质子撞击地球大气原子后会产生π介子，随后衰变成介子。介子寿命极短，但质量较大，部分来自太空的介子仍能抵达地表，并穿透岩石等致密物质，能力甚至超过最强的X射线。考古学家和工程师已利用自然产生的宇宙介子探测金字塔内部空腔、地下矿藏等结构。

不过，天然宇宙介子的通量较低，每秒每平方厘米约只有一个，而且入射角度有限，难以按需快速成像或从侧面观察。为人工制造介子，研究团队利用强激光推动电子沿电磁波加速，再让电子撞击铅靶。此前，中国、美国和英国的研究人员已证明这种方法可行；另一支由劳伦斯利弗莫尔国家实验室和科罗拉多州立大学研究人员参与的国际团队，也曾以类似方式生成粒子束并拍摄卡车内的铅块，但其中介子的实际比例并不明确，因此是否能算作首次人工介子成像曾存在争议。

此次实验中，10拍瓦激光短暂释放的功率极高，研究人员让加速后的电子撞击铅屏障。为尽量滤除介子以外的粒子，团队设计了由聚乙烯片包裹石蜡块组成的过滤器，使相对纯净的介子束穿过两米厚的混凝土墙，抵达停在墙另一侧的车辆内的探测器阵列。探测器最终记录到墙后铅块堆的阴影图像。

目前拍摄结果较为粗糙、细节有限，相关研究仍以预印本形式发布。研究人员认为，若技术继续发展，未来或可打造更小、更便携的成像系统，用于检查火箭的铁质外壳、山体内部结构或古代建筑石质地基，也可能拓展至安检和采矿等领域。