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伽玛射线超出光线的极限

发布:opticsphotonics阅读:932时间:2017-10-24 19:28:51

伽马射线与可见光或X射线同样是电磁波,但是能量比它们更高。借助先进的激光器可以得到能量最强的伽马射线。当激光能量足够强并且所有参数都正确时,被捕获的颗粒(绿色)可以有效地将激光能量(红色,橙色和黄色的表面)转换成超高能量光子(粉红色)的级联。援引:Arkady Gonoskov

研究人员发现了一种产生高能光子束的高效方法,用此方法所获得的能量比可见光中光子的能量高十亿倍。这些高强度伽马射线显著超过了所有已知限制,为新的基础研究创造了条件。

查尔姆斯技术大学物理系研究员Arkady Gonoskov说:“当我们突破目前可能的极限时,我们将更加深入了解大自然的基本要素,可以深入到原子核的最深处。”

该研究结果最近发表于高影响因子的杂志《Physical Review X》上,此新方法是瑞典查尔姆斯理工大学、俄罗斯的应用物理研究所与罗巴切夫斯基大学以及英国普利茅斯大学合作的结果。不同领域的物理学家以及计算机科学家设法制定了数值模型和分析估计的方法,通过新颖的方式来模拟这些超强伽马射线。

通常情况下,如果在对象上发射激光脉冲,则所有粒子都会散射。但是研究人员发现如果激光强度足够大,所有参数都是正确的,那么,这些颗粒反而被困住。它们形成物质和反物质颗粒产生的粒子云,并开始表现得非常特殊、不寻常。

“被捕获的粒子云有效地将激光能量转换成高能光子的级联,这是一个非常幸运的现象,这种来源的光子可以产生这么高的能量令人震惊,” 查尔姆斯物理学系的Mattias Marklund教授说道。

这一发现与目前正在开发的未来大型激光设备紧密相关。地球上最强的光源将在这些同足球场一般大的研究设备上制造。

“我们的想法已经成为了这些设备实验计划的一部分:俄罗斯极端光学研究的艾瓦中心(Exawatt Center for Extreme Light Studies, XCELS)。我们仍然不知道这些研究可以在哪些部分指导我们,但是了解到目前在核物理学领域还有待发现的事情,例如新能源。有了基础研究,您可以锁定某项事物,最终发现完全不同的东西——这才是更有趣和重要的事情,” Arkady Gonoskov说。

来源: https://phys.org/news/2017-10-gamma-rays-limits.html

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