宇宙粒子助力精准定位
参考消息网2月7日报道据《日本经济新闻》1月12日报道，东京大学开发出一种高精度测量技术，可以借助宇宙粒子确定物体位置，误差小于3.9厘米。因为这种粒子能穿透物质，所以即便是在建筑内部和地下也可发挥作用。可利用该技术在全球定位系统(GPS)信号无法到达的场所控制机器人和自动驾驶的汽车。
该技术借助的是μ介子，这是一种基本粒子，是构成物质和能量的最小单位。μ介子源自遥远太空中恒星爆炸释放出的宇宙射线。当宇宙射线进入地球大气层时会与空气中的原子碰撞，在此过程中就产生了μ介子。
据说，在地球表面巴掌大小的区域，每秒都会有大约一个μ介子落在其中。但因为它具有穿透物质的特性，所以我们感觉不到它。
东京大学的研究团队尝试使用两个40厘米见方的特殊板状传感器来检测μ介子。
一个传感器连接到被测物体，另一个传感器放置在距离物体上方至少10米的地方。当μ介子从天而降通过两个传感器时，可以由其飞行方向来测量物体位置。
使用μ介子确定物体位置的技术被称为“muPS”，虽然它过去就存在，但是误差高达数米。传统技术通过比较粒子通过传感器的时间来测量位置，而新技术则通过比较角度，不但减少了测量时间，还将误差缩小至3.9厘米以内，达到全球最高精度。
东京大学教授田中宏幸表示，该技术可能的用途包括在建筑物内操控自动导引车，以及在隧道内操控机器人等。
μ介子还可用于调查难以进入的建筑物的内部状况。这利用了μ介子在穿过物质内部时即使与原子核发生碰撞也很少消失的特性。如果精确测量μ介子的飞行方向和数量，就可以判断建筑内部是否存在空间，因为这两项数据在穿过空间和障碍物时存在细微差别。
田中教授等人2006年曾对浅间山内部的岩浆团进行调查。名古屋大学等研究团队2016年发现埃及胡夫金字塔内部存在未知空间。
此外，该技术还被用于对东京电力公司福岛第一核电站2号机组反应堆内部进行分析，并检查熔融燃料。
人工制造和使用μ介子的研究也已经开始。日本高能加速器研究机构(KEK)有一种装置，可以让加速到接近光速的质子与碳原子相碰撞，从而产生数以亿计的μ介子。
当μ介子接近原子中心的原子核时，会根据原子种类发出特殊的光。通过分析光的波长，就可以在不破坏物体的情况下确定元素。
该技术可用于分析无人航天器“隼鸟2号”从小行星“龙宫”带回的样本。无需将样品暴露在空气中即可准确测量样品中所含的元素。此外，对于那些暴露在空气中就会被腐蚀的文化遗产，它也能派上用场。
当锂离子电池使用多年后金属锂会析出，容易引发火灾。一般来说，想要调查物体内部的状态需要对其进行拆解，但是如果使用μ介子，就可以在不拆解的情况下反复调查。这也将促进以延长电池寿命为目的的电池结构和材料的开发。
现在全球仅有5台能产生μ介子的装置，而KEK则拥有唯一能对各种能量进行分析的装置。KEK教授下村浩一郎认为，利用μ介子进行分析的研究才刚刚开始，未来可能会扩展到更广泛的领域。