物理学家捕获μ子束的第一张光学图像

2021年2月3日,作者: 新闻人员/来源

物理学家 日本质子加速器研究中心 (J-PARC)已将正子子照射到水或塑料闪烁体上,并使用电荷耦合设备的照相机对其进行了成像。

塑料闪烁体在73.9-MeV / c阳性μ子辐照期间的光学图像。图片来源:Yamamoto等,doi:10.1038 / s41598-020-76652-8。

塑料闪烁体在73.9-MeV / c阳性μ子辐照期间的光学图像。图片来源:Yamamoto 。,doi:10.1038 / s41598-020-76652-8。

A 介子 是一个粒子 类似 到电子,电荷为e 负的介子和e+ 一个积极的傻瓜;然而,它的质量是电子的207倍。

介子 拥有 平均寿命为2.2μs,负介子衰变为一个电子和两种类型的中微子,而正介子衰变为一个正电子和两种类型的中微子。

由于这些特性与诸如X射线,电子,质子或碳离子之类的常见辐射完全不同,因此可以通过对子的光学成像来获得用于质量评估,研究或放射治疗的此类应用的新结果。

对于高能宇宙μ子,它们被用于大型物体的射线照相,例如 火山圆顶古代金字塔 或一个 核反应堆,这是其他方法无法成像的。

“我们开发了一种新的成像技术,该技术显示了对μ子束质量进行评估和研究的希望,并且将来将对μ子放疗有益。” 山本诚一博士 名古屋大学和同事们。

“这项技术取决于带电粒子穿过透明介质(例如水)时发生的现象。”

相对于高能粒子,水会使光的速度减慢。运动比光速快的粒子会产生类似于我们在喷气式飞机突破声屏障时听到的音爆的声音。”

“对于粒子,称为“光学臂”,称为 切伦科夫效应,导致短暂闪烁。”

当将μ子光束引导通过水或塑料闪烁体块时,物理学家用电荷耦合设备的照相机对这种效果进行了成像。

他们说:“这项技术使我们能够对μ子和μ子衰变时形成的正电子成像。”

“这帮助我们测量了穿过水或塑料闪烁体的光束的范围,其动量的偏差,并阐明了正电子的运动方向。”

Yamamoto博士补充说:“该系统结构紧凑,成本低廉且易于使用,显示出有望成为μ子束设备质量评估的工具。”

A 研究结果发表在杂志上 科学报告.

_____

山本南 。 2020年。μ子的光学成像。 科学代表 10,20790; doi:10.1038 / s41598-020-76652-8

分享此页