Практическое использование элементарных частиц

Пучки укоренных частиц - протонов используются в медицине для разрушения опухолей. В отличие от ренгеновских лучей и гамма-лучей, протонные пучки могут иметь очень маленькие поперечные размеры, но главное – протоны выделяют большую часть своей энергии в конце своего пробега, на заданной глубине, так, что поражение окружающих опухоль здоровых тканей оказывается минимальным.

Мюоны широко используются для исследования тончайших физико-химических свойств различных веществ. В силу не сохранения четности электрон, возникший при распаде мюона, вылетает вдоль направления спина последнего. А по спину мюона направлен его магнитный момент. В результате вылетающий электрон дает возможность экспериментатору иметь информацию об ориентации магнитного момента мюона. Мюон представляет собой как бы миниатюрную магнитную стрелку, измеряющую распределение магнитных полей в веществе, например внутри кристалла. По своим свойствам атом мюония похож на атом водорода. Но его поведение гораздо легче проследить.

Другое перспективное направление практического использования мюонов – это мюонный катализ реакций ядерного синтеза. Размеры атомов мюонного водорода примерно в 200 раз меньше размеров атомов обычного, электронного водорода. Это позволяет нейтральному атому мюонного водорода очень близко подойти к ядру соседнего обычного электронного атома. Так, что два ядра тяжелого водорода(например дейтерия и трития) можно сблизить, преодолев их кулоновское отталкивание не за счет высокой температуры, а за счет экранирования положительного заряда тяжелого водорода и делает возможной реакцию слияния при низкой температуре дейтерия и трития в жидком водороде.

Можно использовать мюоны для просвечивания земной коры при поиске полезных ископаемых.

Синхротронное излучение, испускаемое электронами высоких энергий при их движении по орбите в канале кольцевого ускорителя, используется при структурном анализе живой клетки, при киносъемке работы больного сердца, при уничтожении сельскохозяйственных вредителей в больших объемах зерна.

Нейтринные пучки высоких энергий предполагается использовать для поиска нефти.

Нейтринная астрономия позволяет детектировать коллапс звезд, дает возможность заглянуть внутрь солнца.