【大纪元2011年10月18日讯】(大纪元记者春海编译报导)世上最闪亮的伽玛射线,比太阳射线强1万亿倍的伽玛射线由英国斯特拉斯克莱德大学 (University of Strathclyde)研究团队在实验室创造出来了。此项新发明可望在医学上开启新领域。
物理学家发现在短波紫外线光谱区域的雷射脉冲与电离气体激烈作用下可以激发出能穿透20公分厚铅板的射线。要遮蔽这个射线得有厚达1.5公尺的水泥墙才能完全遮蔽。
研究人员将粒子囚禁在一个紧随激光脉冲之后的离子腔内,再使用一种名为激光等离子体的新型加速器(laser-plasma wakefield accelerator),加速带电粒子使其增加能量,带电粒子在离子腔内也会和激光发生相互作用获得能量并激烈震荡。这种剧烈的震荡,加上电子本身受到加速提高的能量传递给光子,使得光子的能量大量提升而激发出强烈的伽玛射线。
领导这项实验的雅诺辛斯基(Dino Jaroszynski)教授表示,这是一个重大的突破,让我们可以更容易地对密度极大的物体进行扫描,也让我们有能力监测核聚变的反应。为了证实这项研究成果,研究人员借用伽玛射线和一种名为相衬摄像的新技术,拍摄只有25微米薄的线,结果得到相当清晰的影像。
这项技术有助于将吸收系数非常弱的物质进行很好的成像。由于伽玛射线只能照出非常淡的阴影,难以用一般方法观察到,相衬摄像是唯一能够让这些透明物体显影的方法。这项技术应用在医学的癌症治疗方面也是非常有力的工具,因为没有任何其它激光可以和如此明亮的伽玛射线波长相比。
这种新射线可以有多项用途,如:医学影像处理、放射性治疗、 为正电子放射断层摄影扫描制造放射性同位素。这些射线也能用来监控封存的核废料是否有外泄的安全问题。除此之外,由于这种激光脉冲的周期只有千万亿分之一秒短,快到足以捕捉到原子核激发时的反应,使它也适合应用于实验室的原子核研究中。
研究中使用的仪器尺寸比大多数传统使用X射线形式的伽玛射线辐射器小,造价也较便宜。
这项研究是在英国卢瑟福- 阿普尔顿实验室(Rutherford Appleton Laboratory,隶属于the Science and Technology Facilities Council)采用中央激光设施的双子座激光进行。格拉斯哥大学(University of Glasgow )及里斯本的高级技术学院( Instituto Superior Técnico)也参与共同研究。
此篇研究在《Nature Physics》期刊中发表。
(责任编辑:宋惠)