Учёные из Сколтеха, МИФИ и ВНИИА предложили метод, который превращает мощный, но «размытый» гамма-источник в яркий, узкополосный и даже многоцветный инструмент.

Учёные из Сколтеха, МИФИ и ВНИИА предложили метод, который превращает мощный, но «размытый» гамма-источник в яркий, узкополосный и даже многоцветный инструмент. 🆕

Это открывает путь к более точной медицинской диагностике, контролю материалов и созданию изотопов прямо в лаборатории. Работа опубликована в журнале Physical Review A:

Долгое время гамма-лучи имели серьезный недостаток — при столкновении с электронами гладкий «колоколообразный» импульс вызывал спектральное уширение — гамма-линия «размазывалась», теряя яркость и чёткость.

Учёные нашли решение проблемы: вместо одного импульса команда предложила когерентно «собрать» из многих коротких импульсов импульс с плоской вершиной — своеобразное «лазерное Лего». Это позволяет электронам «видеть» постоянную интенсивность и излучать узкий, яркий спектр.

«Идея концептуально простая: вместо одного «колоколообразного» всплеска света мы строим плоское световое «плато» из многих маленьких вспышек, — объясняет доцент Центра искусственного интеллекта Сколтеха Сергей Рыкованов. — Тогда электроны во время излучения видят почти постоянную интенсивность, и это предотвращает привычное нелинейное уширение гамма-линии».

Но главная особенность метода — возможность генерации нескольких чётких гамма-«цветов» одновременно. Если собрать импульс в виде «лестницы» с разными уровнями интенсивности, на выходе получатся несколько узких спектральных линий — одна на каждую «ступеньку».

Эти результаты — важный шаг в создании перспективного комптоновского источника для Национального центра физики и математики (НЦФМ). Цель проекта — гамма-установка нового поколения, обладающая исключительно узкой спектральной линией. Численные расчёты проведены на суперкомпьютере «Жорес» Сколтеха при поддержке гранта в области исследований ИИ.

Прочесть об исследовании можно на сайте Сколтеха: