렌즈는 일상 생활의 일부입니다. 그들은 페이지, 별의 빛 및 미생물의 가장 작은 세부 사항에 단어를 집중시키는 데 도움이됩니다. 그러나 감마선으로 알려진 매우 활기 넘치는 빛을 위해 렌즈를 만드는 것은 불가능하다고 생각되었습니다. 이제 물리학 자들은 그러한 렌즈를 만들었으며, 의료 영상을위한 새로운 감마선 광학 분야를 열고 불법 원자력 물질을 감지하며 핵 폐기물을 제거 할 것이라고 생각합니다.
유리는 기존 렌즈에 선택되는 재료이며 다른 재료와 마찬가지로 전자에 의해 공전되는 원자를 함유하고 있습니다. 불투명 재료에서, 이들 전자는 빛을 흡수하거나 반사시킬 것이다. 그러나 유리에서 전자는 흔들리는 빛에 반응하여 다른 방향으로 빛을 밀어냅니다. 물리학 자들은 굽힘의 양을 유리의 "굴절률"으로 묘사합니다. 하나의 굴절률은 굽힘을 일으키지 않고, 어느 정도는 굽힘을 일으키지 않습니다.
굴절은 전자기 스펙트럼의 작은 부분 인 가시 광선과 잘 작동합니다. 빛파는 궤도 전자의 진동과 잘 어울리는 주파수를 가지기 때문입니다. 그러나 더 높은 에너지 전자기 방사선 (ultraviolet 및 그 이상)의 경우 전자가 반응하기에는 주파수가 너무 높고 렌즈가 점점 덜 효과적입니다. 물리학 자들은 지난 세기 말에 단지 수많은 패턴 화 된 재료 층을 쌓아서 자외선을 넘어 전자기 스펙트럼의 일부인 X- 레이의 렌즈를 만들 수 있다는 것을 발견했습니다. 이러한 렌즈는 X- 선 광학의 분야를 열어 X- 레이의 짧은 파장으로 나노 스케일 해상도에서 이미징을 허용했습니다.
그곳에서 이야기가 끝났어야합니다. 이론에 따르면 X- 선보다 훨씬 활력이 넘치는 감마선은 전자 궤도 전자를 모두 우회해야한다고 말했다. 재료는 전혀 구부리지 않아야하며 감마선의 굴절률은 거의 하나와 동일해야합니다. 그러나 이것은 독일의 Ludwig Maximilian University of Munich의 Dietrich Habs가 이끄는 물리학 자와 프랑스 Grenoble에있는 Institut Laue-Langevin (Ill)의 Michael Jentschel이 이끄는 것은 아닙니다.
Ill은 강렬한 중성자 빔을 생성하는 연구 반응기입니다. Habs, Jentschel 및 동료들은 광선 중 하나를 사용하여 방사성 염소와 가돌리늄 샘플을 폭격하여 감마선을 생성했습니다. 그들은 이것들을 20 미터 길이의 튜브를 결정 분광계로 알려진 장치로 지시하여 감마선을 특정 방향으로 퍼뜨 렸습니다. 그런 다음 실리콘 프리즘과 다른 분광기를 통해 감마 광선의 절반을 통과하여 최종 방향을 측정 한 반면, 나머지 절반은 분광계에 똑바로 지시했습니다. 연구원들이 이번 달에 출판 될 논문에보고 한 바와 같이, Physical Review Letters 700 킬로 엘렉트로 볼트 이상의 에너지를 가진 감마 광선은 실리콘 프리즘에 의해 약간 구부러집니다.
Habs는“모든 것이 잘못 예측되었습니다. "그러나 우리는 [굴절]이 엑스레이에 대해 너무 놀라워 보인다고 말했습니다. 왜 우리가 무언가가 있는지 여부를 보지 않겠습니까? 그리고 갑자기 우리는 완전히 예상치 못한 효과가 있음을 알았습니다."
그렇다면이 새로운 굽힘 효과는 무엇입니까? 그는 확신 할 수는 없지만 Habs는 그것이 실리콘 원자의 중심부의 핵에 상주한다고 믿는다. 전자가 매우 강한 전기장으로 인해 일반적으로 핵에 존재하지 않지만, 양자 역학은 "가상"전자 및 항 분광 또는 포지트론 쌍이 간단히 존재로 깜박이고 재결합하고 다시 사라질 수 있습니다. Habs는 이러한 가상 전자-포스 트론 쌍의 깎아 지른 수가 일반적으로 무시할 수있는 감마선 산란을 감지 할 수있는 양으로 증폭 시킨다고 생각합니다.
그의 그룹 실험의 굽힘은 약 백만 분의 1 학위가 많지 않으며, 이는 약 1.000000001의 굴절률에 해당합니다. 그러나 금과 같은 더 큰 핵이있는 재료로 만든 렌즈를 사용하여 향상 될 수 있으며, 이는 더 많은 가상 전자-포시 트론 쌍을 포함해야합니다. 약간의 개선을 통해 감마선 렌즈는 특정 에너지의 빔에 초점을 맞출 수 있습니다.
이러한 집중 빔은 방사성 폭탄 제조 물질 또는 의료 영상에 사용되는 방사성 추적기를 감지 할 수 있습니다. 빔은 특정 방사성 동위 원소에서만 흩어져서 다른 방사선 동위 원소를 흩어지고 다른 것을 지나치지 않기 때문입니다. 빔은 기존 샘플의 양성자 또는 중성자를 "증발"함으로써 새로운 동위 원소를 완전히 만들 수도 있습니다. 이 과정은 유해한 핵 폐기물을 무해한 비 방사성 부산물로 바꿀 수 있습니다.
"X-ray Optics가 만든 Advances… 지난 20 년 동안 [Gamma Ray] 범위로 이동하고있을 수도 있습니다.
