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  據美國物理學家組織網9月20日(北京時間)報道,美國斯特拉斯克萊德大學的科學家製成了目前最亮的伽馬射線,其比太陽的亮度要高上萬億倍,為醫療和原子核研究等領域的應用開啟了新的可能。相關研究報告發佈在近期出版的《自然-物理學》雜誌上。

  該實驗是在盧瑟福-阿普頓實驗室的中央激光設施內進行的。除斯特拉斯克萊德大學外,格拉斯哥大學等也參與了此次研究。研究團隊使用了新型的激光等離子體尾波場加速器,其利用大功率激光器發射持續時間超短的激光脈衝,與電離氣體發生相互作用,加速帶電粒子至極高能量,因此可將常見的長約100米的加速器縮小至手掌大小,比大多數傳統設備更小巧,也更經濟。而交互作用所發出的強烈光束,能夠穿過厚度為20厘米的鉛板,需要1.5米厚的混凝土才能完全吸收。此次測量到的伽馬射線峰值亮度可超過每秒、每平方毫弧度、每平方毫米、每0.1%帶寬1023個光子。

  研究的主導者蒂諾-扎若斯茲恩斯基教授説:“這是一項很大的突破,能夠更容易、更廣泛地探測非常緻密的物質,也使我們能夠監視核聚變內爆。為了證明這點,我們借助伽馬射線為25微米厚的電線拍照,並利用相位對比成像的方法形成了非常清晰的圖像。這表示吸收力很弱的材料也能清晰成像,由伽馬射線照射的物質只會留下十分微弱的陰影,因此可視為無形。”

  扎若斯茲恩斯基補充説,事實上,如果加速電子等帶電的粒子,它們會向外輻射。他們在放射強激光脈衝的離子洞中囚禁粒子,並加速使其達到高能量,洞中的電子同樣也會和激光發生相互作用,從中獲得能量而劇烈擺動。大幅的搖擺動作加上電子的高能量,使得光子能量陡增,從而産生伽馬射線。

  研究人員表示,這種射線有多種用途,可用於醫療成像、放射治療和生産用於正電子斷層掃描(PET)的放射性同位素。同樣,這一來源對於監控存儲的核廢料也十分有用。此外,由於激光脈衝的持續時間短到千萬億分之一秒,能捕捉到原子核的應激反應,因此這一射線也成了實驗室內對於原子核研究的理想選擇。而無可匹敵的持續時間,也是伽馬射線脈衝如此明亮的原因。

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channelId 1 1 美國研製成功最亮伽馬射線 比太陽亮上萬億倍 1 美國斯特拉斯克萊德大學的科學家製成了目前最亮的伽馬射線,其比太陽的亮度要高上萬億倍,為醫療和原子核研究等領域的應用開啟了新的可能