A Compton camera has been used to measure the polarization of gamma rays in a nuclear physics experiment. This was done by a team led by Shintaro Go at Japans’s RIKEN Cluster for Pioneering Research. They say that that their novel approach could help physicists to probe the structure of atomic nuclei in much better detail.
An atomic nuclei contains protons and neutrons that are bound together by the strong force. Much like electrons in an atom or molecule, these protons and neutrons can exist in a number of distinct energy states – often associated with different shapes of the nucleus. Transitions between these states often involve the emission of gamma-ray photons and the study of these photons provides important information about the internal structure of nuclei – a discipline called nuclear spectroscopy.
These studies involve determining both the spin and parity of nuclei, which can be done by measuring the polarization of the emitted gamma rays. However, making accurate measurements of gamma-ray polarization is no easy task.
Multilayer camera
Recently, new opportunities for high-quality measurements have come from a multilayer cadmium–telluride Compton camera design that was first developed by Tadayuki Takahashi and colleagues at the University of Tokyo.
A Compton camera comprises at least two layers of material that interact with, and detect, gamma rays. The process begins with a gamma-ray photon inelastically (Compton) scattering from the first layer. The photon is then absorbed by the second layer. By using position information from the detection of both of these events, the source of the incident gamma ray can be traced back to a circle in space. By measuring many such interactions, the source of a beam of gamma rays can be pinpointed to the intersection of the circles. As a result, Compton cameras have played an important role in gamma-ray astronomy.
Indeed, Takahashi’s design was first developed for use on Japan’s Hitomi mission, which was an ill-fated space telescope that launched in 2016. However, Go points out that “this type of detector has since been applied to a broad range of fields. Its applications range from locating radioactive materials released after the nuclear power plant accident in Japan, to serving as a multi-probe tracker in nuclear medicine.”
Polarization dependent
Now, Go’s team have used Takahashi’s Compton camera in a nuclear spectroscopy experiment that measured the polarization of gamma rays. Their technique takes advantage of the fact that the probability that a photon is Compton scattered at a particular angle is dependent on its polarization. This means that a Compton camera can be used to determine the polarization of a gamma-ray beam originating from a source at a known location.
“This approach provides valuable information about the linear polarization of gamma-rays from excited nuclei,” says Go.
Compton imaging opens up new avenues for diagnostic imaging
In the experiment, the researchers fired a beam of protons at a thin foil of iron. Some of these protons scatter from iron-56 nuclei – putting the nuclei in an excited state that decays by the emission of a gamma-ray photon. In this proof-of-principle experiment, this nuclear transition was chosen because the gamma rays are emitted with a well-known polarization.
To the delight of Go and colleagues, the photon polarization measured by their Compton camera closely matched the known value. Having successfully demonstrated their new experimental technique, Go’s team hope that the camera could soon be applied more widely in state-of-the-art nuclear spectroscopy experiments.
“Our findings include remarkably high sensitivity and efficient detection efficiency,” Go describes. He says that this will be very useful for studying rare radioactive nuclei, which involves detecting very small numbers of photons.
تحقیق در شرح داده شده است گزارش علمی.
- محتوای مبتنی بر SEO و توزیع روابط عمومی. امروز تقویت شوید.
- PlatoData.Network Vertical Generative Ai. به خودت قدرت بده دسترسی به اینجا.
- PlatoAiStream. هوش وب 3 دانش تقویت شده دسترسی به اینجا.
- PlatoESG. کربن ، CleanTech، انرژی، محیط، خورشیدی، مدیریت پسماند دسترسی به اینجا.
- PlatoHealth. هوش بیوتکنولوژی و آزمایشات بالینی. دسترسی به اینجا.
- منبع: https://physicsworld.com/a/compton-camera-measures-gamma-ray-polarization-in-nuclear-physics-experiment/
- : دارد
- :است
- $UP
- 2016
- a
- درباره ما
- جذب شده است
- تصادف
- دقیق
- مزیت - فایده - سود - منفعت
- پس از
- an
- و
- زاویه
- برنامه های کاربردی
- اعمال می شود
- روش
- هستند
- AS
- مرتبط است
- ستاره شناسی
- At
- اتم
- اتمی
- راه ها
- به عقب
- BE
- پرتو
- زیرا
- بوده
- آغاز می شود
- بهتر
- میان
- هر دو
- کران
- پهن
- by
- نام
- دوربین
- دوربین
- CAN
- برگزیده
- دایره
- محافل
- نزدیک
- خوشه
- همکاران
- بیا
- شامل
- شامل
- میتوانست
- لذت
- نشان
- وابسته
- شرح داده شده
- توصیف
- طرح
- جزئیات
- تشخیص
- کشف
- مشخص کردن
- تعیین
- توسعه
- تشخیصی
- مختلف
- انضباط
- متمایز
- انجام شده
- ساده
- بهره وری
- موثر
- الکترون
- نشر
- انرژی
- حوادث
- برانگیخته
- وجود داشته باشد
- تجربه
- تجربی
- آزمایش
- واقعیت
- زمینه
- یافته ها
- از کار اخراج
- نام خانوادگی
- ورق
- برای
- استحکام
- از جانب
- اشعه گاما
- Go
- آیا
- داشتن
- he
- کمک
- زیاد
- با کیفیت بالا
- امید
- اما
- HTML
- HTTPS
- تصویربرداری
- مهم
- in
- حادثه
- شامل
- اطلاعات
- داخلی
- تعامل
- فعل و انفعالات
- داخلی
- تقاطع
- شامل
- شامل
- موضوع
- ITS
- ژاپن
- ژاپن
- JPG
- شناخته شده
- راه اندازی
- لایه
- لایه
- کمترین
- رهبری
- پسندیدن
- خطی
- موقعیت یابی
- محل
- ساخت
- بسیاری
- تطبیق
- ماده
- مصالح
- حداکثر عرض
- به معنی
- اندازه
- اندازه گیری
- معیارهای
- اندازه گیری
- پزشکی
- ماموریت
- مولکول
- بیش
- بسیار
- طبیعت
- نوترون
- جدید
- نه
- رمان
- هستهای
- پزشکی هسته ای
- فیزیک هسته ای
- قدرت هسته ای
- عدد
- تعداد
- of
- غالبا
- on
- باز می شود
- فرصت ها
- or
- سرچشمه
- خارج
- برابری
- ویژه
- فوتون ها
- فیزیک
- دنیای فیزیک
- پیشگام
- افلاطون
- هوش داده افلاطون
- PlatoData
- بازی
- نقطه
- موقعیت
- قدرت
- کاوشگر
- روند
- پروتون ها
- فراهم می کند
- قرار دادن
- محدوده
- نادر
- اشعه
- منتشر شد
- تحقیق
- محققان
- نتیجه
- خوشمزه
- نقش
- گفتن
- می گوید:
- پراکنده
- دوم
- حساسیت
- خدمت
- اشکال
- پس از
- کوچک
- برخی از
- بزودی
- منبع
- فضا
- طیف سنجی
- چرخش
- دولت
- وضعیت هنر
- ایالات
- قوی
- ساختار
- مطالعات
- مهاجرت تحصیلی
- در حال مطالعه
- موفقیت
- چنین
- طول می کشد
- کار
- تیم
- تکنیک
- تلسکوپ
- که
- La
- منبع
- شان
- سپس
- اینها
- آنها
- نازک
- این
- کوچک
- به
- با هم
- توکیو
- خواندن سریع پستهای انجمن
- انتقال
- گذار
- درست
- دو
- نوع
- فهمید
- دانشگاه
- دانشگاه توکیو
- استفاده کنید
- استفاده
- مفید
- با استفاده از
- ارزشمند
- ارزش
- بسیار
- بود
- معروف
- که
- تمام
- به طور گسترده ای
- اراده
- با
- کارها
- جهان
- زفیرنت