2021年6月15日消息,近日,斯坦福大学和美国SLAC国家加速器实验室科学家宣布,现在已经可以发现浓度小数百万倍的放射性粒子了,具体来说,科学家们成功探测到了隐藏在大约一百万个原子中的放射性铀和钍。

斯坦福大学开发出了新型探测仪,可以发现隐藏在大约一百万个原子中的放射性铀和钍

能够发现这些微量的放射性元素非常非常重要,这些元素自然存在于金等金属中,这些金属通常用于实验室仪器,这可能对粒子物理学产生重大影响。我们知道放射性痕迹限制了探测器探测外来粒子的灵敏度,包括那些可能构成暗物质icon的粒子,探测器内的一个微小的放射性杂质可能会被误认为是粒子的特征,从而会导致整个实验失败。


“在我们做其他事情之前,我们需要最干净的实验设备。”美国卓克索大学的粒子物理学家Michelle Dolinski说到,她虽然没有参与这项研究,但是她在稀有粒子搜索方面的工作与这项新成就的工作原理是一样的。


美国太平洋西北国家实验室的化学家、该研究的合著者埃里克·霍普说:“我和团队的同事们利用质谱仪精确地确定了金属样品中放射性钍和铀的浓度,质谱仪根据粒子的质量来分离粒子。这个实验需要很多步骤,第一,我们必须使放射性元素比金属的其他原子具有更大的质量,为了做到这一点,我们加热了一个金属样品,直到它变得非常活跃,然后把它推入一个充满氧气的小室。样品中的任何钍或铀与氧结合形成的分子质量足以在光谱仪数据中显示出来。等到这个时候,我们对这些氧化的放射性粒子进行了计数,并计算了它们的原始浓度,这个值表明了这种物质将给物理实验带来多少辐射,多少误差。”

斯坦福大学开发出了新型探测仪,可以发现隐藏在大约一百万个原子中的放射性铀和钍

美国明尼苏达大学的物理学家和极冷暗物质搜索实验的Priscilla Cushman没有参与这项研究,他说材料设计对粒子探测器的设计至关重要:“暗物质实验仪器有太多具有不同功能结构,比如用于电气或热连接,还有很多绝缘材料,所有这些都必须是无线电纯的,所以我们一直在努力清除所有可疑物质,使实验室仪器更干净,这项工作是向前迈出的一大步。”


文章来源: 宇宙与科学,搜狐

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