В США запущен уникальный детектор GRETA для изучения редких атомных ядер

В стенах Национального центра исследований редких изотопов (FRIB), функционирующего при Мичиганском государственном университете, триумфально завершился дебютный этап тестирования гамма-спектрометра принципиально нового типа — установки GRETA (Gamma-Ray Energy Tracking Array). Создатели заявляют, что комплекс полностью оправдал инженерные ожидания и теперь полностью готов к масштабным научным изысканиям.

Ключевое достоинство GRETA кроется в ее инновационном функционале. В отличие от классических приборов, фиксирующих лишь энергетический уровень излучения, этот комплекс способен с высочайшей точностью вычислять трех координаты каждого акта взаимодействия гамма-кванта внутри чувствительной зоны. Такой подход дает возможность детально воссоздавать маршрут перемещения частицы, краудсорся общую точность экспериментов.

Фундаментом установки выступают германиевые кристаллы предельной чистоты, оснащенные разветвленной сетью сегментированных контактов. При вторжении гамма-кванта современная электроника моментально регистрирует импульсы и локализует точку соударения. Подобная технологическая база позволяет физикам безупречно фильтровать полезный сигнал сквозь помехи и детально анализировать нестабильные короткоживущие нуклиды, ранее недоступные для полноценного изучения.

Проект GRETA реализован силами масштабной кооперации ведущих американских научно-исследовательских институтов. Ключевые модули детектирования спроектированы в Национальной лаборатории имени Лоуренса в Беркли, тогда как специалисты из Аргонны и Ок-Риджа взяли на себя создание сопутствующей инфраструктуры и алгоритмического обеспечения.

В ходе тестовых запусков специалисты направили поток легких ионов на стационарную мишень. В результате столкновения рождались возбужденные ядра, испускающие кванты гамма-излучения. Подобная методика позволила протестировать корректность временной синхронизации и общую стабильность комплекса — эмпирические данные абсолютным образом совпали с теоретическими прогнозами.

Физики надеются, что эксплуатация GRETA приблизит человечество к разгадке пределов стабильности атомных ядер, механизмов синтеза тяжелых элементов в катаклизмах вроде взрывов сверхновых и слияния нейтронных звезд, а также послужит инструментом для проверки основополагающих физических концепций.

В перспективе технологические ноу-хау, примененные при создании этого оборудования, выйдут далеко за рамки фундаментальной физики. Авторы проекта убеждены, что передовые методы найдут свое место в атомной промышленности, современной лучевой диагностике, клинической терапии, а также в сфере радиационного мониторинга и безопасности.

Источник: iXBT