Камера Комптона использовалась для измерения поляризации гамма-лучей в эксперименте по ядерной физике. Это сделала группа под руководством Синтаро Го в японском кластере новаторских исследований RIKEN. Они говорят, что их новый подход может помочь физикам гораздо лучше исследовать структуру атомных ядер.
Атомное ядро содержит протоны и нейтроны, связанные между собой сильной силой. Подобно электронам в атоме или молекуле, эти протоны и нейтроны могут существовать в нескольких различных энергетических состояниях, часто связанных с различной формой ядра. Переходы между этими состояниями часто связаны с испусканием гамма-фотонов, и изучение этих фотонов дает важную информацию о внутренней структуре ядер – дисциплина, называемая ядерной спектроскопией.
Эти исследования включают определение как спина, так и четности ядер, что можно сделать путем измерения поляризации испускаемых гамма-лучей. Однако провести точные измерения поляризации гамма-лучей — непростая задача.
Многослойная камера
Недавно новые возможности для высококачественных измерений открылись благодаря конструкции многослойной кадмий-теллуридной камеры Комптона, которая была впервые разработана Тадаюки Такахаши и коллеги из Токийского университета.
Камера Комптона состоит как минимум из двух слоев материала, которые взаимодействуют с гамма-лучами и обнаруживают их. Процесс начинается с неупругого (комптоновского) рассеяния гамма-кванта на первом слое. Фотон затем поглощается вторым слоем. Используя информацию о местоположении, полученную при обнаружении обоих этих событий, источник падающего гамма-излучения можно проследить до круга в космосе. Измерив множество таких взаимодействий, можно точно определить источник пучка гамма-лучей в месте пересечения кругов. В результате камеры Комптона сыграли важную роль в гамма-астрономии.
Действительно, конструкция Такахаси была впервые разработана для использования в японской миссии Хитоми, злополучном космическом телескопе, запущенном в 2016 году. Однако Го отмечает, что «с тех пор этот тип детектора применяется в широком диапазоне областей. Его области применения варьируются от обнаружения радиоактивных материалов, выброшенных после аварии на атомной электростанции в Японии, до использования в качестве многозондового трекера в ядерной медицине».
Зависит от поляризации
Теперь команда Го использовала комптоновскую камеру Такахаши в эксперименте по ядерной спектроскопии, в ходе которого измерялась поляризация гамма-лучей. Их метод использует тот факт, что вероятность того, что фотон является комптоновским рассеянием под определенным углом, зависит от его поляризации. Это означает, что камеру Комптона можно использовать для определения поляризации луча гамма-излучения, исходящего из источника в известном месте.
«Этот подход дает ценную информацию о линейной поляризации гамма-лучей возбужденных ядер», — говорит Го.
Комптоновская визуализация открывает новые возможности для диагностической визуализации
В ходе эксперимента исследователи обстреляли лучом протонов тонкую железную фольгу. Некоторые из этих протонов рассеиваются на ядрах железа-56, переводя ядра в возбужденное состояние, которое распадается с испусканием гамма-фотона. В этом эксперименте по проверке принципа этот ядерный переход был выбран потому, что гамма-лучи испускаются с хорошо известной поляризацией.
К радости Го и его коллег, поляризация фотонов, измеренная их камерой Комптона, близко соответствовала известному значению. Успешно продемонстрировав свою новую экспериментальную технику, команда Го надеется, что вскоре камеру можно будет более широко применять в современных экспериментах по ядерной спектроскопии.
«Наши результаты включают удивительно высокую чувствительность и эффективную эффективность обнаружения», — описывает Го. Он говорит, что это будет очень полезно для изучения редких радиоактивных ядер, что предполагает обнаружение очень небольшого количества фотонов.
Исследование описано в Научные доклады.
- SEO-контент и PR-распределение. Получите усиление сегодня.
- PlatoData.Network Вертикальный генеративный ИИ. Расширьте возможности себя. Доступ здесь.
- ПлатонАйСтрим. Интеллект Web3. Расширение знаний. Доступ здесь.
- ПлатонЭСГ. Углерод, чистые технологии, Энергия, Окружающая среда, Солнечная, Управление отходами. Доступ здесь.
- ПлатонЗдоровье. Биотехнологии и клинические исследования. Доступ здесь.
- Источник: https://physicsworld.com/a/compton-camera-measures-gamma-ray-polarization-in-nuclear-physics-experiment/
- :имеет
- :является
- $UP
- 2016
- a
- О нас
- поглощенный
- авария
- точный
- плюс
- После
- an
- и
- угол
- Приложения
- прикладной
- подхода
- МЫ
- AS
- связанный
- астрономия
- At
- атом
- атомное
- проспекты
- назад
- BE
- Ширина
- , так как:
- было
- начинается
- Лучшая
- между
- изоферменты печени
- Граница
- широкий
- by
- под названием
- камера
- камеры
- CAN
- выбранный
- Circle
- круги
- тесно
- Кластер
- коллеги
- как
- состоит из
- содержит
- может
- восторг
- убивают
- зависимый
- описано
- описывает
- Проект
- подробность
- обнаруживать
- обнаружение
- Определять
- определения
- развитый
- диагностический
- различный
- дисциплина
- отчетливый
- сделанный
- легко
- затрат
- эффективный
- электронов
- излучение
- энергетика
- События
- возбужденный
- существовать
- эксперимент
- экспериментальный
- Эксперименты
- факт
- Поля
- результаты
- уволили
- Во-первых,
- фольга
- Что касается
- Форс-мажор
- от
- Гамма излучение
- Go
- Есть
- имеющий
- he
- помощь
- High
- высококачественный
- надежды
- Однако
- HTML
- HTTPS
- Изображениями
- важную
- in
- инцидент
- включают
- информация
- внутренний
- взаимодействовать
- взаимодействие
- в нашей внутренней среде,
- пересечение
- включать в себя
- включает в себя
- вопрос
- ЕГО
- Япония
- Японии
- JPG
- известный
- запустили
- слой
- слоев
- наименее
- привело
- такое как
- линейный
- установочная
- расположение
- Создание
- многих
- соответствует
- материала
- материалы
- макс-ширина
- означает
- проводить измерение
- размеры
- меры
- измерение
- медицина
- Наша миссия
- молекула
- БОЛЕЕ
- много
- природа
- нейтроны
- Новые
- нет
- роман
- ядерный
- Ядерная медицина
- Ядерная физика
- Атомная энергия
- номер
- номера
- of
- .
- on
- Откроется
- Возможности
- or
- Возникнув
- внешний
- соотношение
- особый
- фотон
- Физика
- Мир физики
- Новаторская
- Платон
- Платон Интеллектуальные данные
- ПлатонДанные
- играл
- пунктов
- должность
- мощностью
- зонд
- процесс
- протоны
- приводит
- Полагая
- ассортимент
- РЕДКИЙ
- RAY
- выпустил
- исследованиям
- исследователи
- результат
- RIKEN
- Роли
- сообщили
- говорит
- рассеянный
- Во-вторых
- чувствительность
- выступающей
- формы
- с
- небольшой
- некоторые
- скоро
- Источник
- Space
- Спектроскопия
- Вращение
- Область
- современное состояние
- Области
- сильный
- Структура
- исследования
- Кабинет
- изучение
- Успешно
- такие
- принимает
- Сложность задачи
- команда
- техника
- телескоп
- который
- Ассоциация
- Источник
- их
- тогда
- Эти
- они
- тонкий
- этой
- миниатюрами
- в
- вместе
- Токио
- трекер
- переход
- переходы
- правда
- два
- напишите
- понимать
- Университет
- Токийский университет
- использование
- используемый
- полезный
- через
- ценный
- ценностное
- очень
- законопроект
- известный
- который
- все
- широко
- будете
- разработки
- Мир
- зефирнет