В США запустили уникальный детектор GRETA, который позволит заглянуть в самые редкие атомные ядра

В Национальном центре исследований редких изотопов (FRIB) при Университете штата Мичиган успешно завершились первые испытания детектора гамма-излучения нового поколения GRETA (Gamma-Ray Energy Tracking Array). По словам разработчиков, установка полностью подтвердила заявленные характеристики и теперь готова к полноценной научной эксплуатации.

Изображение: Berkeley Lab

Главное отличие GRETA от традиционных гамма-спектрометров заключается в принципе работы. Если обычные детекторы измеряют лишь энергию гамма-излучения, то новая система способна определить точное трехмерное положение каждого взаимодействия гамма-кванта внутри детектора. Это позволяет буквально проследить путь частицы и значительно повысить точность измерений.

В основе установки лежат высокочистые германиевые кристаллы с сегментированными электрическими контактами. Когда гамма-квант попадает в детектор, электроника фиксирует возникающие сигналы и вычисляет место взаимодействия с высокой точностью. Благодаря этому ученые могут гораздо эффективнее отделять полезные данные от фонового шума и исследовать крайне редкие и короткоживущие атомные ядра, которые раньше было сложно изучать.

Создание GRETA стало результатом сотрудничества нескольких национальных лабораторий США. Основные детекторные модули разработали специалисты Национальной лаборатории имени Лоуренса в Беркли, а инженеры Аргоннской и Ок-Риджской национальных лабораторий отвечали за вспомогательные системы и программное обеспечение для обработки сигналов.

Во время первых испытаний ученые направили пучок легких атомных ядер на неподвижную мишень. При столкновениях возникали возбужденные ядра, испускавшие гамма-кванты. Это позволило проверить точность синхронизации и работу всех ключевых систем. Полученные результаты полностью совпали с расчетами.

Исследователи рассчитывают, что GRETA поможет лучше понять границы существования атомных ядер, процессы образования тяжелых химических элементов во время взрывов сверхновых и слияний нейтронных звезд, а также проверить ряд фундаментальных физических теорий.

В перспективе результаты, полученные с помощью нового комплекса, могут оказаться полезными не только для фундаментальной науки. Разработчики считают, что технологии, лежащие в основе GRETA, способны найти применение в ядерной энергетике, медицинской диагностике и терапии, а также в системах радиационного контроля и обеспечения национальной безопасности.

©  iXBT