В Национальном центре изучения редких изотопов (FRIB), расположенном при Университете штата Мичиган, успешно завершились начальные тесты усовершенствованного гамма-детектора GRETA (Gamma-Ray Energy Tracking Array). По сведениям создателей, проведенные испытания полностью убедили в соответствии установки заявленным параметрам и теперь она подготовлена к активному использованию в научных исследованиях.

Ключевое отличие GRETA от обычных гамма-спектрометров заключается в используемом подходе. В то время как стандартные детекторы фиксируют только энергию гамма-излучения, новая система имеет возможность определять точное трехмерное расположение каждого взаимодействия гамма-кванта внутри устройства. Это дает шанс проследить траекторию частицы и существенно улучшить качество измерений.

В качестве основы установки выступают кристаллы из высокоочищенного германия, оснащённые разнесенными электрическими контактами. При попадании гамма-кванта в детектор электронная система регистрирует возникающие сигналы и вычисляет точку взаимодействия с высокой степенью точности. Это позволяет исследователям более эффективно выделять значимую информацию из общего шума и изучать крайне редкие, недолгоживущие атомные ядра, которые ранее были недоступны для анализа.

Разработка GRETA стала возможной благодаря совместным усилиям нескольких американских национальных исследовательских центров. Основные модули детектора были созданы специалистами Национальной лаборатории Лоуренса в Беркли, а инженеры Аргоннской и Ок-Риджской национальных лабораторий отвечали за вспомогательное оборудование и программное обеспечение для обработки данных.

В ходе первоначальных экспериментов специалисты направили поток легких атомных частиц на стационарную цель. В результате взаимодействия формировались ядра, находящиеся в состоянии повышенной энергии, которые излучали гамма-излучение. Это дало возможность оценить корректность работы и согласованности всех основных компонентов установки. Зафиксированные данные оказались идентичными теоретическим прогнозам.

Специалисты надеются, что установка GRETA позволит углубить знания о пределах стабильности атомных ядер, механизмах формирования тяжелых элементов в ходе взрывов сверхновых звезд и слияния нейтронных звёзд, а также провести проверку ряда основополагающих физических принципов.

В будущем данные, полученные при использовании новой системы, могут быть востребованы не только в теоретической науке. Создатели предполагают, что технологии, на которых базируется GRETA, смогут найти применение в атомной энергетике, методах медицинской диагностики и лечения заболеваний, а также в системах мониторинга радиации и защиты интересов государства.