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最亮伽马射线在英研制成功

发布时间：2019-08-29 03:04:15

据美国物理学家组织网9月20日（北京时间）报道，英国斯特拉斯克莱德学的科学家制成了目最亮的伽马射线，其比太阳的亮度要高上万亿倍，医疗和原子核研究等领域的应用开启了新的可能相关研究报告发布在近期出版的《自然·物理学》杂志上。

。除斯特拉斯克莱德大学外，格拉斯哥大学等也参与了此次研究。研究团队使用了新型的激光等离子体尾波场加速器，其利用大功率激光器发射持续时间超短的激光脉冲，与电离气体发生相互作用，加速带电粒子至极高能量，因此可将常见的长约100米的加速器缩小至手掌大小，比大传统设备小巧，也更经济。而交互作用所发出的强烈光束，能够穿过厚度为20厘米的铅板，需要1.5米厚的混凝土才能完全吸收。此次测量到的伽马射线峰值亮度可超过每秒、每平方毫弧度、每平方毫米、每0.1%带宽1023光子。

研究的主导者蒂诺·扎若斯兹恩斯基教授说：“是项很大的突破，能够更容易、更广泛地探测非常致密的物质，也使我们能够监视核聚变内爆。为了证明这点，我们借助伽马射线为25微米厚的电线拍照，并利用相位对比成像的方法形成了非常清晰的图像。这表示吸收力很弱的材料也能清晰成像，由伽马射线照射的物质只会留下十分微弱的阴影，因此可视为无形。”

扎若斯兹恩斯基补充说，事实上，如果加速电子等带电的粒子，它们会向外辐射。他们在放射强激光脉冲的离子洞中囚禁粒子，并加速使其达到高能量，洞中的电子同样也会和激光发生相互作用，从中获得能量而剧烈摆动。大幅的摇摆动作加上电子的高能量，使得光子能量陡增，从而产生伽马射线。

研究人员表示，这射线有多种用途，可用于医疗成像、放射治疗和生产用于正电子断层扫描（PET）的放射性同位素。同样，这一来源对于监控存储的核废料也十分有用。此外，由于激光脉冲的持续时间短到千万亿分之一秒，能捕捉到原子核的应激反应，因此这一射线也成了实验室内对于原子核研究的理想选择。而无可匹敌的持续时间，也是伽马射线脉冲如此明亮的原因。

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超亮伽马射线的诞生，能够让人们侦测到以前“看不透的内情”。伽马射线比X射线波长更短，穿透力更强，而超亮伽马射线能够穿过很致密的物质并成像。值得一提的是，它还能够更有效地杀死癌细胞。我们之所以能够制造出超亮的伽马射线，要归功于近十年来人们对新的加速技术的应用。激光等离子尾波加速技术，可以把直径几十米的大加速器的工作，交给巴掌大小的迷你加速器完成，进而让人类创造出在自然界里也未曾发现的奇迹。在这里，就像很多例子曾证明的：技术进步拓展了基础科学的边疆。