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英國研制Z明亮伽馬射線 亮度超太陽一萬億倍

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英國研制zui明亮伽馬射線 亮度超太陽一萬億倍
 北京時間9月21日消息,據(jù)國外媒體報道,英國斯*克萊德大學領(lǐng)導的一個科研小組日前出一束地球上zui明亮的伽馬射線——比太陽亮1萬億倍。這將開啟醫(yī)學研究的新紀元。

  物理學家們發(fā)現(xiàn)超短激光脈沖可以和電離氣體發(fā)生反應(yīng),并產(chǎn)生一束極其強大的激光,它甚至可以穿透20厘米厚度的鉛板,要用1.5米厚的混凝土墻才能*屏蔽它。

  這種*激光射線有諸多用途,其中包括醫(yī)學成像,放射性療法,以及正電子放射斷層造影術(shù)(PET)掃描。同時這種射線源還可以被用來監(jiān)視密封存放的核廢料是否安全。另外,由于這種激光脈沖極短,持續(xù)時間僅1千萬億分之一秒,快到足以捕獲原子核對激發(fā)的反應(yīng),這就使它非常適合用于實驗室中的原子核研究。

  此次研究中使用的發(fā)射源比一般常見的伽馬射線發(fā)射設(shè)備要更小也更便宜。實驗在英國科學技術(shù)設(shè)施協(xié)屬于盧瑟福—阿普爾頓實驗室的中央激光設(shè)施中進行,除了斯*克萊德大學的科學家之外,還有來自格拉斯哥大學以及葡萄牙里斯本高等技術(shù)研究院的科學家參與了這項實驗。

  來自斯*克萊德大學的蒂諾·雅諾辛斯基(Dino Jaroszynski)是這項研究工作的負責人。他說:“這是一個重大的突破,它將使我們能更容易地對致密物體內(nèi)部進行掃描,我們可以借助這項技術(shù)監(jiān)視核聚變裝置內(nèi)部。為了證實其應(yīng)用價值,我們對一根極細的線進行了成像,其直徑僅有25微米,借助伽馬射線以及一項名為‘相襯成像’的新技術(shù),我們得到了非常清晰的圖像。這將讓未來的科研人員得以對射線吸收系數(shù)非常低的材料也可以進行很好的成像。被伽馬射線照亮的材料只會產(chǎn)生極微弱的陰影,因此仍可以進行良好的觀察。相襯成像是*可以讓這些透明材料顯影的方法。它對于癌癥的治療也將產(chǎn)生幫助,沒有任何其他激光可以和這種伽馬射線的波長相比,這也是它為何如此明亮的原因。”

  他說:“在自然界,如果你對粒子進行加速,例如對電子加速,它們會發(fā)出輻射。我們將粒子囚禁在一個緊隨激光脈沖身后的離子腔內(nèi),并將它們加速到很高的速度。腔內(nèi)的電子也會和激光束發(fā)生相互作用,獲得能量并劇烈震蕩,這就像是一個蕩秋千的孩子被人從身后猛推一把。這種劇烈的震蕩,加上電子本身吸收的高能量傳遞給光子,使其具備了*的能量并產(chǎn)生伽馬射線。這一切使得這一伽馬射線源具備了超越一切地球上其他光源的亮度。我們所用的加速器是一種新型加速器,稱為‘激光-等離子體尾波場電子加速器’,它使用高能激光和電離氣體來加速帶電粒子,使之達到很高的能級。這種原理級別的創(chuàng)新使加速器可以變得很小,使之從長達100米的傳統(tǒng)加速器搖身一變,成為可以放進手掌心那樣的迷你型設(shè)備。”

  這項研究得到了英國工程和物理科學研究協(xié)會,英國科學技術(shù)設(shè)施協(xié)會,激光實驗室-歐洲聯(lián)盟以及光學設(shè)施項目組的支持。有關(guān)的詳細論文已經(jīng)發(fā)表在《自然—物理學》雜志上。

 

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