Compton 카메라는 핵 물리학 실험에서 감마선 편광을 측정합니다.

플라톤에 의해 재발행

팔로워 : 0

핵 구조: 다층 Compton 카메라를 사용하면 일부 희귀 핵의 내부 작동을 더 잘 이해할 수 있습니다. (제공: iStock/Girolamo-Sferrazza-Papa)

핵물리학 실험에서 감마선의 편광을 측정하기 위해 Compton 카메라가 사용되었습니다. 이 작업은 다음이 이끄는 팀에 의해 수행되었습니다. 고 신타로 선구적인 연구를 위한 일본의 RIKEN 클러스터. 그들은 그들의 새로운 접근법이 물리학자들이 원자핵의 구조를 훨씬 더 자세히 조사하는 데 도움이 될 수 있다고 말합니다.

원자핵에는 강한 힘에 의해 결합된 양성자와 중성자가 포함되어 있습니다. 원자나 분자의 전자와 마찬가지로 이러한 양성자와 중성자는 다양한 에너지 상태로 존재할 수 있으며, 종종 핵의 다른 모양과 관련됩니다. 이러한 상태 사이의 전이에는 종종 감마선 광자의 방출이 포함되며 이러한 광자에 대한 연구는 핵 분광학이라고 불리는 분야인 핵의 내부 구조에 대한 중요한 정보를 제공합니다.

이러한 연구에는 방출된 감마선의 편광을 측정하여 수행할 수 있는 핵의 스핀과 패리티를 결정하는 작업이 포함됩니다. 그러나 감마선 편광을 정확하게 측정하는 것은 쉬운 일이 아닙니다.

다층 카메라

최근 고품질 측정을 위한 새로운 기회는 처음 개발된 다층 카드뮴-텔루르화물 Compton 카메라 설계에서 비롯되었습니다. 타카하시 타다유키 그리고 도쿄 대학의 동료들.

Compton 카메라는 감마선과 상호 작용하고 이를 감지하는 두 개 이상의 재료 층으로 구성됩니다. 이 과정은 감마선 광자가 첫 번째 층에서 비탄성적으로(Compton) 산란되는 것으로 시작됩니다. 그런 다음 광자는 두 번째 층에 흡수됩니다. 이 두 가지 사건을 감지하여 얻은 위치 정보를 사용하여 입사 감마선의 소스를 우주의 원으로 추적할 수 있습니다. 이러한 많은 상호 작용을 측정함으로써 감마선 빔의 소스를 원의 교차점으로 정확히 찾아낼 수 있습니다. 결과적으로 Compton 카메라는 감마선 천문학에서 중요한 역할을 해왔습니다.

실제로 Takahashi의 디자인은 2016년에 발사된 불운한 우주 망원경인 일본의 Hitomi 임무에 사용하기 위해 처음 개발되었습니다. 그러나 Go는 “이러한 유형의 감지기는 이후 광범위한 분야에 적용되었습니다. 그 응용 분야는 일본의 원자력 발전소 사고 이후 방출된 방사성 물질의 위치를 찾는 것부터 핵 의학의 다중 프로브 추적기 역할까지 다양합니다.”

편광에 따라 다름

이제 Go의 팀은 감마선의 편광을 측정하는 핵 분광학 실험에 Takahashi의 Compton 카메라를 사용했습니다. 그들의 기술은 광자가 특정 각도에서 콤프턴 산란될 확률이 편광에 따라 달라진다는 사실을 활용합니다. 이는 Compton 카메라를 사용하여 알려진 위치의 소스에서 발생하는 감마선 빔의 편광을 확인할 수 있음을 의미합니다.

"이 접근법은 여기된 핵으로부터의 감마선의 선형 편광에 대한 귀중한 정보를 제공합니다"라고 Go는 말했습니다.