Fisikawan menawarkan metode untuk mendeteksi peluruhan nuklir secara mekanis

Dalam beberapa tahun terakhir, fisikawan dan insinyur telah mengembangkan alat yang semakin canggih untuk mempelajari partikel dan interaksi di antara mereka dengan presisi tinggi. Alat-alat ini, yang mencakup pendeteksi partikel, sensor, dan akselerometer, dapat membantu peneliti mempelajari proses fisik secara lebih rinci, sehingga dapat berkontribusi pada penemuan baru yang menarik.

Para peneliti di Universitas Yale baru-baru ini mempresentasikan cara baru untuk mendeteksi peluruhan nuklir tunggal secara mekanis, yaitu proses dimana inti atom yang tidak stabil kehilangan energi karena memancarkan radiasi. Pendekatan yang diusulkan, dijelaskan dalam kertas di dalam Surat ulasan materisensitif terhadap semua partikel yang dipancarkan selama peluruhan, termasuk partikel netral, yang sulit atau tidak mungkin dideteksi menggunakan metode saat ini.

“Kelompok kami telah mengembangkan sensor gaya sensitif berskala mikron dan akselerometer menggunakan partikel yang terperangkap secara optik dalam ruang hampa,” David C. Moore, salah satu penulis makalah tersebut, mengatakan kepada Phys.org sangat bagus sehingga kami menyadari bahwa “Kami dapat mendeteksi gaya yang ditimbulkan oleh satu partikel fundamental, seperti partikel alfa yang dipancarkan dalam peluruhan nuklir.”

Tujuan utama penelitian terbaru yang dilakukan Moore dan rekannya adalah untuk mengembangkan teknik baru untuk mendeteksi peluruhan nuklir menggunakan gaya yang diberikan oleh partikel fundamental individu. Teknik seperti itu pada akhirnya akan memungkinkan mereka mendeteksi partikel yang tidak membawa muatan listrik (yaitu partikel netral), yang akan sangat sulit dideteksi menggunakan detektor konvensional.

“Pendekatan kami adalah memantau pergerakan satu partikel berukuran debu, yang menjadi tempat penanaman inti radioaktif,” jelas Moore. “Jika hanya satu inti partikel debu yang meluruh, kami dapat mendeteksinya dengan mengamati perubahan muatan listrik partikel saat partikel bermuatan seperti partikel alfa atau beta keluar.” “.

Dalam percobaan awal mereka, tim menunjukkan bahwa metode mereka dapat mendeteksi peluruhan nuklir secara individu. Khususnya, para peneliti juga dapat mengamati seluruh partikel yang memantul pada skala halus puluhan nanometer, dengan secara hati-hati mengukur posisi bola dalam pengaturannya dari sinar laser yang tersebar darinya.

“Pendekatan kami memungkinkan kami mendeteksi peluruhan individual yang terjadi di dalam partikel meskipun sangat jarang terjadi, misalnya hanya sekali sehari,” kata Moore. “Hal ini memungkinkan kami mempelajari partikel berukuran debu yang relevan dengan pengendalian dan nonproliferasi senjata nuklir dan untuk mendeteksi peluruhan masing-masing isotop.”

Pekerjaan ini mungkin akan segera membuka prospek menarik untuk penelitian fisika partikel. Misalnya, metode deteksinya yang menjanjikan dapat digunakan dalam pencarian materi gelap dan partikel eksotik, atau dapat membawa kemajuan dalam studi proses nuklir dan partikel netral yang menghindari detektor konvensional.

“Dalam pekerjaan kami di masa depan, kami bertujuan untuk memperluas teknik yang sama ke nanopartikel yang lebih kecil,” tambah Moore. “Ini akan memungkinkan kami mendeteksi momentum satu neutrino yang keluar dari bola. Neutrino berinteraksi dengan sangat lemah sehingga jika tidak, mereka juga akan lolos tanpa terdeteksi , tapi teknik baru ini “Ini mungkin menyediakan alat baru untuk mempelajari partikel yang sulit dipahami ini.”

© 2024 Web Sains