古詩詞大全網 - 成語經典 - 7個有關伽馬射線的驚人事實

7個有關伽馬射線的驚人事實

伽馬射線是壹種能量最高的光,比X射線還厲害,可以輕易穿過金屬物或混凝土墻。恒星爆炸、正負電子彼此湮滅,或放射性原子發生衰變,都可以產生伽馬射線。下面,我們來談壹談有關這些高能光子的驚人事實。

1.“伽馬射線”這個名字來自歐內斯特·盧瑟福

1900年,法國化學家保羅·維拉德從鐳元素衰變產物中,首次發現了伽馬射線。不過,其名稱是新西蘭著名物理學家歐內斯特·盧瑟福起的。

當科學家首次研究原子核的衰變現象時,基於輻射可穿透鉛屏障有多遠,他們確定了三種類型的射線。盧瑟福用希臘字母表中前三個字母命名了這三種射線。遇到鉛屏障,阿爾法射線會被彈開,貝塔射線會穿進去壹點,伽馬射線可以穿入得更深壹些。今天,我們知道阿爾法射線就是氦原子核(兩個質子和兩個中子),貝塔射線是電子或正電子,而伽馬射線就是壹種光。

2. 深空中有著伽馬射線暴

當壹個不穩定的鈾原子核發生核裂變時,它會釋放出大量的伽馬射線。用來發電的核反應堆以及核彈頭,都是基於核裂變制造出來的。上個世紀60年代,美國發射了伽馬射線探測衛星,用來監視全球的核試驗。他們發現了遠比預期更多的“核爆炸”。天文學家們最終意識到,這些爆炸並不是來自蘇聯等國進行的核試驗,而是來自宇宙深空。它們被命名為伽馬射線暴。

今天我們知道,伽馬射線暴有兩種類型。壹種是質量非常大的恒星爆炸時產生的。另壹種是中子星與別的東西發生碰撞時產生的,碰撞的對象可能是另壹個中子星或黑洞。

3. 為研究伽馬射線暴,天文學家需要使用太空望遠鏡

從太空射向地球的伽馬射線,會與大氣中的分子相撞。這使得伽馬射線幾乎無法抵達地球表面。這其實是件好事,因為我們可以免遭受到這種致命輻射的傷害。

但是,對於想研究伽馬射線暴的天文學家來說,這就有點麻煩了。天文學家必須向太空發射壹個望遠鏡,而且其中還有著不少挑戰。例如,妳不能用普通的透鏡或鏡子來聚焦伽馬射線,因為伽馬射線會直接穿過它們。許多太空望遠鏡,例如2008年發射升空的費米伽馬射線太空望遠鏡,使用了壹種特制的探測器來檢測伽馬射線。當伽馬射線射入探測器後,會撞到金屬靶上並產生電子-正電子對,探測器通過檢測產生出的電子對來尋找伽馬射線。

4. 壹些伽馬射線來自雷暴

上個世紀90年代,壹些太空望遠鏡探測到的來自地球的伽馬射線,最終發現是來自於雷暴雲。靜電積聚在雲內,最終導致閃電的出現,而靜電就像壹個巨大的粒子加速器,創造出成對的電子和正電子,然後發生湮滅並產生伽馬射線。這些伽馬射線的產地位於高空,只有經過的飛機會遭受到它們的“洗禮”,這也是航班需要遠離雷暴的原因之壹。

5. 伽馬射線在希格斯玻色子的發現中發揮了關鍵作用

大部分的亞原子粒子(結構比原子更小的粒子)是不穩定的,它們壹旦形成,幾乎在瞬間就會衰變為其他的粒子。例如,希格斯玻色子(即“上帝粒子”,它可以使得其他粒子具有質量)可以衰變為許多不同類型的粒子,包括伽馬射線。盡管理論預言,希格斯玻色子衰變為伽馬射線只有0.2%的概率,但衰變產物只是兩股伽馬射線,所以這種類型的衰變是相對容易識別的。事實上,科學家們第壹次發現希格斯玻色子時,他們就檢測到了這種類型的衰變。

6. 醫生可使用“伽馬刀”

進行腦部手術

足夠強的伽馬射線可以破壞生物細胞,但我們也可以利用這種破壞力。醫生有時會用“伽馬刀”來破壞大腦中的癌細胞或其他病變細胞。這通常需要把多束伽馬射線集中在需要被摧毀的細胞那裏。每壹束伽馬射線能量相對較小,基本不會損害健康的腦組織。但在伽馬射線集中的地方,強大的能量就足以殺死癌細胞。

大腦的結構復雜精密,使用傳統的手術刀進行手術風險較大。而使用“伽馬刀”進行手術風險較低,因為它無需開顱,而且還具有定位準確、損傷小等優點。

7. 伽馬射線(間接地)

使得地球有了生命

在太陽核心中,氫原子核聚集在壹起會發生聚變。聚變發生時,壹個副產品就是伽馬射線。伽馬射線使得太陽核心能持續處於熾熱狀態。壹些伽馬射線會逃逸到太陽的外層,並與電子或質子相撞,逐漸失去能量。當它們失去能量時,它們變成紫外線、可見光和紅外線。紅外線使得地球保持著合適的溫度,而可見光可以讓地球上的植物進行光合作用。可見,地球生命也間接依賴於伽馬射線。