میونز نے پہلی بار سینے کے اندر جھانکا

میونز الیکٹران کے بھاری رشتے دار ہیں، جن کی کمیت تقریباً 200 گنا زیادہ ہے۔ یہ وزن تیز رفتار میونز کو تھوڑی سی توانائی کھوتے ہوئے مادے کی بڑی موٹائیاں پار کرنے دیتا ہے۔ کائناتی شعاعیں انھیں ہر وقت زمین کی سطح پر برساتی رہتی ہیں، اور ماہرینِ طبیعیات نے انھیں تصویر کشی کا ایک آلہ بنا لیا ہے: میوگرافی (muography)۔ اس نے آتش فشانوں، گلیشیئرز اور آثارِ قدیمہ کے مقامات کی جانچ کی ہے، اور مشہور طور پر غزہ کے اہرامِ اعظم کے اندر ایک بڑا نامعلوم خلا ظاہر کیا ہے۔

ایک دوسری تکنیک، میون بکھراؤ ٹوموگرافی (muon scattering tomography)، یہ ناپتی ہے کہ کسی چیز سے گزرتے ہوئے ہر میون کتنا مڑتا ہے۔ گھنے اور بھاری مادے میونز کو زیادہ موڑتے ہیں، اسی لیے یہ طریقہ سامان کی جانچ اور ڈھکے چھپے جوہری مادے کی تلاش میں استعمال ہوتا ہے۔

سب سے کمزور ممکنہ اشارہ

انسانی جسم اس کے بالکل برعکس ہے۔ نرم بافتیں ہلکے عناصر سے بنی ہیں اور ان کی کثافتیں ملتی جلتی ہیں۔ ان سے ہونے والا موڑ یورینیم یا فولاد کے مقابلے میں کئی درجاتِ مقدار کم ہوتا ہے۔ کیا میون ٹوموگرافی نرم بافتوں میں کچھ دیکھ سکتی ہے، یہ ایک کھلا سوال تھا۔

اس میں کشش حقیقی ہے: چند ارب الیکٹران وولٹ والے میونز جسم سے گزرتے ہوئے بہت کم توانائی چھوڑتے ہیں۔ مصنفین انھیں ایکس رے اسکینرز کا متبادل نہیں سمجھتے، بلکہ ایک ممکنہ تکمیلی ذریعہ جہاں کم خوراک یا بار بار تصویر لینا اہم ہو۔ مسئلہ ذریعے کا ہے: قدرتی کائناتی بہاؤ بہت کمزور ہے، اور میونز کی طاقتور شعاعیں صرف بڑے ایکسلریٹرز پر موجود ہیں۔

CERN کی شعاع میں ایک پلاسٹک کا سینہ

CERN کی دیپانویتا بینرجی (Dipanwita Banerjee) اور ETH زیورخ اور ویلنسیا کے انسٹی ٹیوٹ آف کارپسکولر فزکس کے ساتھیوں نے جنیوا یونیورسٹی اسپتالوں سے ایک ایلڈرسن تھوریکس فینٹم (Alderson thorax phantom) ادھار لیا۔ یہ طبی ڈوزیمیٹری میں استعمال ہونے والا ایک پتلا ہے: بافت جیسے پلاسٹک کا جسم جس میں پھیپھڑے، دل، جگر اور ہڈی کے مساوی مادے سے بنا مکمل ڈھانچا ہے۔

اپریل 2026 میں انھوں نے اسے CERN کے پروٹون سنکروٹرون پر 2 GeV/c کی میون شعاع میں رکھا۔ آگے دو اور پیچھے دو ڈیٹیکٹرز نے ہر میون کے اندر آنے اور باہر نکلنے کا راستہ ریکارڈ کیا، جس سے اس کا موڑ معلوم ہوا۔ انھوں نے فینٹم کو ہاتھ سے سات زاویوں پر گھمایا اور 293,035 میونز محفوظ کیے۔

ایلڈرسن تھوریکس فینٹم CERN کی T9 بیم لائن پر شعاع کے آگے والے (T1، T2) اور پیچھے والے (T3، T4) ٹریکرز کے درمیان۔ — شکل 1، Banerjee, Banto Oberhauser, Crivelli & Molina Bueno (2026)، arXiv:2610.16647۔

خام تشکیلِ نو (reconstruction) بہت شور زدہ ہے۔ اس لیے ٹیم نے ایک سہ جہتی نیورل نیٹ ورک شامل کیا جو شور ہٹاتا ہے، اور جسے صرف 50 سیمولیٹڈ فینٹمز پر تربیت دی گئی جن کے اعضا کا سائز بے ترتیب بدلا گیا تھا — حقیقی ڈیٹا پر کبھی نہیں۔

حقیقت سے 1% کے اندر

شعاع تنگ تھی، تقریباً 6 ضرب 4 سینٹی میٹر۔ صرف ایک چھوٹا سا حصہ ساتوں زاویوں سے دیکھا گیا: دل کے گرد تقریباً 8 سینٹی میٹر کا ایک بلاک، جسم کا 0.8%۔ تمام درست نتائج اسی حصے پر لاگو ہوتے ہیں۔

فینٹم کے کون سے حصے تک شعاع واقعی پہنچی: گہرا سرخ مرکز ساتوں زاویوں سے دیکھا گیا، جو جسم کا تقریباً 0.8% ہے۔ — شکل 2، Banerjee, Banto Oberhauser, Crivelli & Molina Bueno (2026)، arXiv:2610.16647۔

• اس مرکز میں ناپی گئی بکھراؤ کثافت 1.304 × 10⁻⁴ rad²/m تھی، جبکہ سیمولیشن سے متوقع قدر تقریباً 1.297 × 10⁻⁴ تھی: مطابقت 1% سے بہتر، کسی دوبارہ پیمانہ بندی کے بغیر۔
• بھٹکے ہوئے راستوں کو چھاننے کی سختی بدلنے سے خام تصویر 15% بدلی، مگر نیٹ ورک کا نتیجہ 1% سے بھی کم۔
• مرکز سے باہر پسلیاں، سینے کی ہڈی اور ریڑھ کی ہڈی تقریباً وہیں نظر آئیں جہاں انھیں ہونا چاہیے، ہڈی کے لیے تقریباً درست کثافت کے ساتھ، مگر لکیروں کی صورت میں کھنچی ہوئی۔

جو کچھ یہ طریقہ نہیں دیکھ سکا، وہ بھی اتنا ہی اہم ہے۔ فینٹم کی دل کی دیوار میں ہوا سے بھرے 9 سے 14 ملی لیٹر کے چھوٹے نقائص ہیں۔ وہ دوبارہ حاصل نہیں ہوئے: ان کا اشارہ، تقریباً 10%، شماریاتی شور کی سطح پر ہے۔ مصنفین کا اندازہ ہے کہ دس گنا زیادہ میونز انھیں شناخت کی حد تک لے آئیں گے۔

دو مائیکرو گرے

مرکز کے ہر ووکسل (voxel) سے تقریباً 58 میونز گزرے۔ مصنفین مقامی خوراک کا اندازہ تقریباً 2 مائیکرو گرے لگاتے ہیں، اور دس گنا زیادہ میونز کے ساتھ تقریباً 20۔ پیمانے کے لیے وہ سینے کے ایکس رے کے لیے تقریباً 0.1 ملی سیورٹ اور سینے کے سی ٹی اسکین کے لیے تقریباً 6 کا حوالہ دیتے ہیں — ساتھ یہ تنبیہ بھی کہ یہ مقداریں براہِ راست قابلِ موازنہ نہیں اور طبی جائزے کے لیے خوراک کا مکمل حساب درکار ہوگا۔

ایکسلریٹر سے کلینک تک؟

مصنفین کے مطابق یہ نرم بافتوں پر میون بکھراؤ ٹوموگرافی کا پہلا تجرباتی مظاہرہ ہے۔ ایک طبی نظام کو کہیں زیادہ زاویوں اور ایک ملی میٹر سے کم درستگی والی سیدھ کی ضرورت ہوگی۔ اس کے فطری اہداف وہ زخم (lesions) ہوں گے جن میں کثافت کا واضح فرق ہو، جیسے ہوا سے بھرے پھیپھڑے میں ایک ٹھوس گلٹی، یا کیلشیم زدہ بافت۔ اب سب کچھ میون کے ذریعے پر منحصر ہے: ٹیم لیزر سے چلنے والے مختصر ایکسلریٹرز کی طرف اشارہ کرتی ہے، جو ایک کمرے جتنی تنصیبات سے شعاعیں فراہم کرنے کا وعدہ کرتے ہیں۔