Изучение атомных ядер выходит на новый уровень: детектор GRETA начал работу

Установка для изучения атомного ядра проходит первые испытания

Как сообщает НВ — Техно: Система регистрации гамма-излучения GRETA, созданная для работы с пучками редких изотопов, теперь официально введена в исследовательский процесс. О том, что 4 августа в 09:00 на базе Мичиганского университета начались её первые рабочие измерения в составе ускорительного комплекса FRIB, было объявлено в тот же день. Все ключевые показатели детектора во время начальных тестов оказались в полном соответствии с расчётными требованиями - это открывает путь к новым экспериментам в области ядерной физики.

Как устроена GRETA? Прибор регистрирует гамма-кванты, испускаемые атомными ядрами при столкновениях или распадах. Основу детектора составляют кристаллы сверхчистого германия и особые сегментированные электроды. Благодаря этому система определяет точные трёхмерные координаты попадания каждого фотона, что даёт возможность выделять слабые сигналы даже на фоне интенсивных помех. Руководитель проекта GRETA - Пол Феллон, возглавляющий отдел ядерной физики в Berkeley Lab. Для проверки отклика и калибровки оборудования учёные направили лёгкие ядра на неподвижную мишень; затем результаты сверили с компьютерными моделями. Совпадение по времени срабатывания и энергетическому разрешению подтвердило корректность симуляций.

Что дадут новые измерения

После того как специалисты завершат все характеризационные процедуры, GRETA начнёт постоянную работу в FRIB в статусе основного измерительного инструмента. Полученные данные позволят точнее устанавливать границы стабильности ядер - то есть определять, какое число протонов и нейтронов способно оставаться в ядре до его распада. Также по итогам измерений можно будет воссоздать цепочки распадов, напоминающие процессы, идущие внутри звёзд. Это важно для понимания того, как при взрывах сверхновых и слияниях нейтронных звёзд формируются тяжёлые элементы. Кроме того, аномалии в субатомных распадах позволят инженерам и физикам проверить фундаментальные законы природы на предмет возможных отклонений.

Для русскоязычных читателей стоит подчеркнуть: подобные проекты имеют прямое отношение к поиску ответов на вопросы о происхождении элементов и строении материи. GRETA - значимая веха в этом направлении, способная повлиять на дальнейшее развитие как астрофизики и ядерной физики, так и прикладных областей - от ядерной энергетики до медицины. Таким образом, детектор становится ключевым звеном для расширения знаний о свойствах атомного ядра и процессах, управляющих эволюцией Вселенной.