科学家研制出最亮伽马射线必威体育官网

2020-04-16 08:06 来源:未知

英国研制最明亮伽马射线 亮度超太阳一万亿倍

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科学家研制出最亮伽马射线 据美国物理学家组织网9月20日报道,美国斯特拉斯克莱德大学的科学家制成了目前最亮的伽马射线,其比太阳的亮度要高上万亿倍,为医疗和原子核研究等领域的应用开启了新的可能。相关研究报告发布在近期出版的《自然物理学》杂志上。该实验是在卢瑟福阿普顿实验室的中央激光设施内进行的。除斯特拉斯克莱德大学外,格拉斯哥大学等也参与了此次研究。研究团队使用了新型的激光等离子体尾波场加速器,其利用大功率激光器发射持续时间超短的激光脉冲,与电离气体发生相互作用,加速带电粒子至极高能量,因此可将常见的长约100米的加速器缩小至手掌大小,比大多数传统设备更小巧,也更经济。而交互作用所发出的强烈光束,能够穿过厚度为20厘米的铅板,需要1.5米厚的混凝土才能完全吸收。此次测量到的伽马射线峰值亮度可超过每秒、每平方毫弧度、每平方毫米、每0.1%带宽1023个光子。研究的主导者蒂诺扎若斯兹恩斯基教授说:这是一项很大的突破,能够更容易、更广泛地探测非常致密的物质,也使我们能够监视核聚变内爆。为了证明这点,我们借助伽马射线为25微米厚的电线拍照,并利用相位对比成像的方法形成了非常清晰的图像。这表示吸收力很弱的材料也能清晰成像,由伽马射线照射的物质只会留下十分微弱的阴影,因此可视为无形。扎若斯兹恩斯基补充说,事实上,如果加速电子等带电的粒子,它们会向外辐射。他们在放射强激光脉冲的离子洞中囚禁粒子,并加速使其达到高能量,洞中的电子同样也会和激光发生相互作用,从中获得能量而剧烈摆动。大幅的摇摆动作加上电子的高能量,使得光子能量陡增,从而产生伽马射线。研究人员表示,这种射线有多种用途,可用于医疗成像、放射治疗和生产用于正电子断层扫描的放射性同位素。同样,这一来源对于监控存储的核废料也十分有用。此外,由于激光脉冲的持续时间短到千万亿分之一秒,能捕捉到原子核的应激反应,因此这一射线也成了实验室内对于原子核研究的理想选择。而无可匹敌的持续时间,也是伽马射线脉冲如此明亮的原因。超亮伽马射线的诞生,能够让人们侦测到以前看不透的内情。伽马射线比X射线波长更短,穿透力更强,而超亮伽马射线能够穿过很致密的物质并成像。值得一提的是,它还能够更有效地杀死癌细胞。我们之所以能够制造出超亮的伽马射线,要归功于近十年来人们对新的加速技术的应用。激光等离子尾波加速技术,可以把直径几十米的大加速器的工作,交给巴掌大小的迷你加速器完成,进而让人类创造出在自然界里也未曾发现的奇迹。在这里,就像很多例子曾证明的:技术进步拓展了基础科学的边疆。 必威体育官网,更多阅读《自然物理学》发表论文摘要特别声明:本文转载仅仅是出于传播信息的需要,并不意味着代表本网站观点或证实其内容的真实性;如其他媒体、网站或个人从本网站转载使用,须保留本网站注明的来源,并自负版权等法律责任;作者如果不希望被转载或者联系转载稿费等事宜,请与我们接洽。

这一项目的负责人:来自斯特拉斯克莱德大学的蒂诺:雅诺辛斯基教授

北京时间9月21日消息,据国外媒体报道,英国斯特拉斯克莱德大学领导的一个科研小组日前制造出一束地球上最明亮的伽马射线——比太阳亮1万亿倍。这将开启医学研究的新纪元。

物理学家们发现超短激光脉冲可以和电离气体发生反应,并产生一束极其强大的激光,它甚至可以穿透20厘米厚度的铅板,要用1.5米厚的混凝土墙才能彻底屏蔽它。

这种超强激光射线有诸多用途,其中包括医学成像,放射性疗法,以及正电子放射断层造影术扫描。同时这种射线源还可以被用来监视密封存放的核废料是否安全。另外,由于这种激光脉冲极短,持续时间仅1千万亿分之一秒,快到足以捕获原子核对激发的反应,这就使它非常适合用于实验室中的原子核研究。

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