作者:GmbH亥姆霍兹恩施亨有限公司 一个材料样本被放置在GSI高性能激光费列斯的目标室内
在高强度激光束的帮助下，质子被加速离开它的背面
信用:V
巴格努德，编辑:P
宝勒/ GSI 在几分之一秒的时间内，在最短的距离内将大量质子加速——这就是近年来得到极大改进的激光加速技术所能做到的
GSI亥姆霍兹研究所和GSI的一个分支机构——耶拿亥姆霍兹研究所的一个国际研究小组与美国劳伦斯利弗莫尔国家实验室合作
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已经成功地用GSI高能激光加速的质子分裂其他原子核并对其进行分析
该结果现已发表在《自然科学报告》杂志上，并可能为天体物理过程提供新的见解
在不到一皮秒(万亿分之一秒)的时间内，PHELIX激光器将其极其强烈的光脉冲照射到一个非常薄的金箔上
这足以从金属薄片的背面喷射出大约一万亿个氢原子核(质子)，这些氢原子核只是轻微地附着在金上，并加速它们达到高能
“用标准的加速技术无法在如此短的时间内获得如此大量的质子，”帕斯卡·博勒解释道，他正在GSI等离子体物理研究所研究激光加速，这是他研究生学习的一部分
“有了这项技术，可以打开以前无法进入的全新研究领域
" 这些包括核裂变反应的产生
为此，研究人员让新产生的快速质子撞击铀材料样本
选择铀作为案例研究材料，是因为它的反应截面很大，而且可以获得已公布的基准数据
样品必须接近质子产量，以保证反应的最大产量
费列斯激光产生的质子速度足够快，足以将铀核裂变成更小的裂变产物，这些产物仍有待鉴定和测量
然而，激光冲击有不必要的副作用:它会产生强烈的电磁脉冲和γ射线闪光，干扰用于这种检测的灵敏测量仪器
在这个阶段，研究人员得到了另一个GSI研究小组的专业知识的帮助
对于超重元素的化学研究，输送系统已经使用了相当长的时间，它可以将所需的粒子从反应区长距离输送到检测器
反应室被一种气体冲刷，在裂变实验中，这种气体携带裂变产物，在几秒钟内，通过小塑料管将它们输送到几米外的测量仪器上
这样，生成和测量可以在空间上分开，并且可以防止干扰
在实验中，第一次有可能将这两种技术结合起来，从而通过铀的裂变产生各种铯、氙和碘同位素，通过它们发出的伽马辐射可靠地识别它们，并观察它们短暂的寿命
这为研究高密度等离子态物质中的裂变反应提供了一种方法
例如，可以在恒星内部的空间、恒星爆炸或中子星合并中找到类似的条件
“了解原子核在等离子体中相互作用的反应过程可以让我们深入了解我们宇宙中原子核的起源，即所谓的核合成
核合成过程，如s-过程或r-过程，就是在这样的介质中发生的
“裂变反应在这些过程中扮演的角色还没有被详细研究过
在这里，激光加速质子可以提供新的信息
" 用这种方法进行的进一步测量，计划在GSI和世界其他研究中心进行未来的“费力士”激光实验
用离子和激光束对高密度物质的研究也将是未来研究机构FAIR的主题之一
目前，国际合作博览会正在GSI举行
它的座右铭是“实验室中的宇宙”，旨在再现地球上天体物理环境中出现的条件，从而扩展关于我们宇宙的知识
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