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技術文章

γ 射線

2016/11/2 14:20:37

首次觀測
在20世紀70年代首次被人類觀測到的。美國軍方發射薇拉(Vela)人造衛星用于探測“核閃光”(nukeflash)(未經授權的原子彈爆破的證據),但是薇拉沒有識別出核閃光,而是發現了來自太空的強烈射線爆發。這一發現最初在五角大樓引起了一陣惶恐:是蘇聯在太空中測試一種新的核武器嗎?稍后這些輻射被判定為均勻地來自空中的各個方向,意味著它們事實上來自銀河系之外。但如果來自銀河系外,它們肯定釋放著真正的天文學數量的能量,足以點亮整個可見的宇宙。[1]
起源理論
關于γ射線爆發的起源有一種理論——它們是具有無窮能量的“巨超新星”(hypernova),在覺醒時留下巨大的黑洞。看起來γ射線爆發似乎是排成隊列的巨型黑洞。
太空產生
在太空中產生的伽馬射線是由恒星核心的核聚變產生的,因為無法穿透地球大氣層,因此無法到達地球的低層大氣層,只能在太空中被探測到。太空中的伽瑪射線是在1967年由一顆名為“維拉斯”的人造衛星首次觀測到。從20世紀70年代初由不同人造衛星所探測到的伽瑪射線圖片,提供了關于幾百顆此前并未發現到的恒星及可能的黑洞。于90年代發射的人造衛星(包括康普頓伽瑪射線觀測臺),提供了關于超新星、年輕星團、類星體等不同的天文信息。
人工制造
斯特拉斯克萊德大學的蒂諾·雅諾辛斯基教授
斯特拉斯克萊德大學的蒂諾·雅諾辛斯基教授
2011年9月,英國斯特拉斯克萊德大學領導的一個科研小組日前制造出一束地球上最明亮的伽馬射線——比太陽亮1萬億倍。這將開啟醫學研究的新紀元。[2]
物理學家們發現超短激光脈沖可以和電離氣體發生反應,并產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徹底屏蔽它。
這種超強激光射線有諸多用途,其中包括醫學成像,放射性療法,以及正電子放射斷層造影術(PET)掃描。同時這種射線源還可以被用來監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,持續時間僅1千萬億分之一秒,快到足以捕獲原子核對激發的反應,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射源比一般常見的伽馬射線發射設備要更小也更便宜。實驗在英國科學技術設施協會所屬盧瑟福—阿普爾頓實驗室的中央激光設施中進行,除了斯特拉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研究院的科學家參與了這項實驗。
這項研究得到了英國工程和物理科學研究協會,英國科學技術設施協會,激光實驗室-歐洲聯盟以及極端光學設施項目組的支持。
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