英國研制zui明亮伽馬射線　亮度超太陽一萬億倍

【資料簡介】

英國研制zui明亮伽馬射線 亮度超太陽一萬億倍

英國斯*克萊德大學領導的一個科研小組日前制造出一束地球上zui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。

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*屏蔽它。

這種*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*激光設施中進行，除了斯*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。

來自斯*克萊德大學的蒂諾·雅諾辛斯基（Dino Jaroszynski）是這項研究工作的負責人。他說：“這是一個重大的突破，它將使我們能更容易地對致密物體內部進行掃描，我們可以借助這項技術監視核聚變裝置內部。為了證實其應用價值，我們對一根極細的線進行了成像，其直徑僅有25微米，借助伽馬射線以及一項名為‘相襯成像’的新技術，我們得到了非常清晰的圖像。這將讓未來的科研人員得以對射線吸收系數非常低的材料也可以進行很好的成像。被伽馬射線照亮的材料只會產生極微弱的陰影，因此仍可以進行良好的觀察。相襯成像是*可以讓這些透明材料顯影的方法。它對于癌癥的治療也將產生幫助，沒有任何其他激光可以和這種伽馬射線的波長相比，這也是它為何如此明亮的原因。”

他說：“在自然界，如果你對粒子進行加速，例如對電子加速，它們會發出輻射。我們將粒子囚禁在一個緊隨激光脈沖身后的離子腔內，并將它們加速到很高的速度。腔內的電子也會和激光束發生相互作用，獲得能量并劇烈震蕩，這就像是一個蕩秋千的孩子被人從身后猛推一把。這種劇烈的震蕩，加上電子本身吸收的高能量傳遞給光子，使其具備了*的能量并產生伽馬射線。這一切使得這一伽馬射線源具備了超越一切地球上其他光源的亮度。我們所用的加速器是一種新型加速器，稱為‘激光-等離子體尾波場電子加速器’，它使用高能激光和電離氣體來加速帶電粒子，使之達到很高的能級。這種原理級別的創新使加速器可以變得很小，使之從長達100米的傳統加速器搖身一變，成為可以放進手掌心那樣的迷你型設備。”

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-歐洲聯盟以及光學設施項目組的支持。有關的詳細論文已經發表在《自然—物理學》雜志上。

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