A técnica que hoje em dia se conhece pelo nome de muografia resulta de uma série de descobertas, experiências e desenvolvimentos tecnológicos ao longo das últimas décadas.
Essa cronologia é aqui contada numa seleção de alguns eventos importantes, trabalhos pioneiros e de referência na aplicação dos muões.
1912
Descoberta dos Raios Cósmicos
O físico austríaco Victor Hess descobre os raios cósmicos em uma série de subidas num balão de ar quente, enquanto procurava a fonte da radiação de ionização observada no solo e na atmosfera. A sua maior subida foi a 5,3 km de altitude. Em 1936 recebe o prémio Nobel por esta descoberta.
1933
Primeira Observação de um Muão
A primeira evidência da existência dos muões foi obtida por Paul Kunze numa câmara de neblina de Wilson exposta aos raios cósmicos. No entanto, na época não se sabia qual foi a partícula que produziu a evidência. Ficou apenas classificada com o produto de uma reação nuclear.
1936
Descoberta Definitiva dos Muões
Neste ano, o físico americano Carl Anderson e o seu estudante Seth Neddermeyer provaram definitivamente a existência de muões. Os muões observados foram produzidos por raios cósmicos. A seguir ao eletrão, o muão foi a primeira entre muitas partículas subatómicas que seriam descobertas nas décadas seguintes.
1950s
Primeira Geração de Aceleradores de Partículas
Nesta década, o surgimento da primeira geração de aceleradores de partículas trouxe grandes avanços no conhecimento científico sobre os muões e suas aplicações. Um destes primeiros aceleradores foi o Sincrociclotrão do CERN.
1955
Primeira Utilização de Muões Cósmicos
A primeira utilização registada da utilização de muões produzidos por raios cósmicos é feita por Eric George, que os usa para medir a espessura do gelo acima de um túnel na Austrália. É usado um contador de Geiger para medir a ionização causada pelos muões.
1969
Radiografia de Muões na Pirâmide de Quéfren
A radiografia de muões é usada pela equipa de Luis Alvarez para procurar câmaras escondidas na Pirâmide de Quéfren, no Egito. A detecção foi feita com câmaras de faíscas e contadores de cintilação. Nenhuma câmara adicional foi encontrada naquele momento.
1987
Medição da Profundidade dos Túneis do Metro de Nagoya
Neste ano, a profundidade dos túneis do metro de Nagoya (Japão) foi medida utilizando os muões. Os detetores usados eram baseados em contadores de cintilação.
1999
A Sombra da Lua é visualizada usando Muões
No detector Soudan II, que se encontra a uma profundidade de 700 m debaixo de terra em Minnesota (EUA), ao medir o fluxo de muões, observou-se a sombra da Lua, que bloqueia os raios cósmicos que viriam dessa direção.
2003
Inspeção da Pirâmide do Sol
Iniciam-se as preparações para inspecionar o interior da Pirâmide do Sol no México, tal como Luis Alvarez fez na Pirâmide de Quéfren. O sistema de deteção utiliza contadores de cintilação e câmaras proporcionais de fios (MWPCs).
Primeiras Aplicações da Tomografia por Dispersão de Muões
No Laboratório Nacional de Los Alamos dos EUA, um trabalho pioneiro com muões usando a dispersão de Coulomb para identificar materiais com número atómico elevado, foi feito visando a deteção de ameaças nucleares. Um portal de scanner de tamanho real foi instalado no Freeport (Bahamas) para observar a carga de camiões de transporte.
2007
Medida das Densidades no Monte Asama e do domo Showa-Shinzan
A radiografia de muões é usada para medir um perfil das densidades médias do Monte Asama e do domo Showa-Shinzan, ambos situados no Japão. O sistema de detecção usado é baseado em câmaras de nuvens de emulsão. Este foi o ponto de partida para o método de aplicar tomografia de muões a estruturas geológicas como vulcões.
2008
Telescópio de Tomografia por Dispersão de Muões do LNL
A validade da deteção de materiais com número atómico elevado foi testada pelo Laboratório Nacional de Legnaro, na Itália, que construiu um protótipo de um telescópio de tomografia por dispersão de muões e testou um veículo funcional entre os detetores. A bateria do carro, contendo chumbo, foi e elemento que mais se sobressaiu, mostrando a viabilidade da técnica.
2009
Sistema de Tomografia de Muões do INFN
O sistema de tomografia de muões de grande volume, construído pelo Instituto Nacional de Física Nuclear de Itália, demonstra a possibilidade de diferenciação entre materiais diferentes. O sistema é baseado em câmaras sensíveis à dispersão dos muões.
Perfil de Densidade do Interior de um Vulcão
O perfil de densidade do interior de um vulcão no Japão é obtido com a muografia de raios cósmicos combinada com a gravimetria clássica. Os resultados mostram o sucesso da combinação de ambas as técnicas que medem a densidade dos materiais observados.
2012
Simulação do Interior da Central Nuclear de Fukushima-Daiichi
Estudos de simulações mostram a viabilidade de identificar vazios e movimentos do material, recorrendo à tomografia de muões, dentro do núcleo do reator na central nuclear acidentada de Fukushima-Daiichi.
2013
Estudo da Estrutura do Vulcão Puy de Dôme
A tomografia de transmissão do muões foi utilizada para estudar o interior do domo vulcânico Puy de Dôme, na França. As radiografias de muões obtidas podem ser correlacionadas com a geologia e as estruturas geológicas que se observam no local.
Tomografia de Muões em Marte
O Instituto de Tecnologia da Califórnia (nos EUA) propôs a utilização de tomografia de muões para mapear o terreno de Marte. Estudos realizados descobriram que o fluxo de muões presente na atmosfera marciana está ao mesmo nível do que é observado na atmosfera da Terra. Rovers equipados para realizar tomografia de muões observariam o interior de diversas estruturas geológicas encontradas na superfície do planeta.
2014
Monitorização do Palazzo della Loggia
Um sistema de monitorização baseado em tomografia de muões é instalado no Palazzo della Loggia, datado de 1574 na Itália, para monitorizar a estabilidade integral deste edifício histórico. A técnica permite detetar se pequenas deformações ocorreram na estrutura do edifício.
Controlo de Resíduos Nuclear
As primeiras imagens do interior de contentores de resíduos nucleares foram obtidas pelo projeto Sellafield Muon Tomography usando um sistema de detetores de protótipos de pequena escala em Glasgow (Reino Unido). A alta resolução da técnica verifica a integridade de todo contentor e todos os componentes são diferenciados com base na sua densidade.
2016
Experiência WatTo
Um telescópio de tomografia de transmissão de muões foi colocado a observar na direção da torre de água de Saclay, na França. O objetivo era detetar variações de densidade no interior da torre relativas aos níveis de subida e descida de água. Esta diferença era marcada por, respetivamente, uma diminuição ou um aumento do fluxo de muões observado.
2017
Projeto ScanPyramids – Nova Câmara na Pirâmide de Quéops
Com o objetivo de estudar o interior das pirâmides do Egito, a tomografia de transmissão de muões foi usada na Grande Pirâmide Quéops. Os resultados mostraram a existência de uma câmara de grandes dimensões, anteriormente desconhecida, acima da Grande Galeria.