GRETA揭开原子核的神秘面纱

物理学史上里程碑：科学家拥有“直视原子核”的“眼睛”

美国能源部旗下的劳伦斯伯克利国家实验室近日宣布，一台名为GRETA的超级设备已完成主体构建，即将进行安装和调试。这款被称为“核”级别的显微镜，将具备“清晰描绘出原子核内部结构”的能力，开启人类对物质核心的全新探索纪元。

原子核是构成原子中心的最核心部分，占据了原子质量的99.9%以上。然而，由于其极其微小，过去我们所有的工具都只能模糊地感知它的存在。GRETA的到来将改变这一切。它全名是“伽马射线能量追踪阵列”，由120个高纯度锗晶体组成一个完美的球体，能够捕捉到任何一丝来自原子核的伽马射线信号。

GRETA的工作原理类似于一种高级版的“音乐盒探测器”。科学家们会用粒子炮弹发射器以接近光速的速度将粒子轰击到目标上，创造出一些极其罕见、极其不稳定的“新”原子核。这些新生原子核在衰变过程中会释放出高能量的伽马射线，就像是一阵微观宇宙的“大爆炸”。GRETA就像一个超级灵敏的“拾音器”，能够捕捉并追踪每一束射线，最终在电脑里重建出原子核内部的3D立体影像。

GRETA将帮助我们回答一些关于宇宙终极问题的疑问：

• 重元素是如何诞生的？ 金、银、铀等重元素是否来自超新星爆发或中子星合并等宇宙级“超级熔炉”？
• 为什么物质胜过反物质？ 宇宙大爆炸应该产生等量的物质和反物质，但现实是，我们的宇宙几乎全由物质构成。GRETA或许能够揭开这种微小不对称的秘密。
• 物质的极限在哪里？ 元素周期表不会无限延伸，一个原子核到底能塞进多少个质子和中子？ GRETA将帮助科学家探索这个“物质稳定岛”的边界。

GRETA的主体建造工作已经完成，预计2026年正式开始第一次原子核“透视”。 这款“神之眼”将带给我们怎样的震撼与惊喜，让我们拭目以待！

阅读本文之前，你最好先了解...

为了更好地理解GRETA的意义和潜力，建议您先了解以下一些基础知识：

• 原子核: 原子是由质子和中子组成的原子核和围绕其运动的电子所构成。原子核是原子质量的主要组成部分，占据了原子质量的99.9%以上。
• 伽马射线: 是一种高能量电磁波，由放射性物质衰变或宇宙射线产生。它具有穿透力极强，能够穿过大多数物质。
• 粒子加速器: 利用电磁场加速粒子到接近光速的速度，用来研究原子核和基本粒子的性质。

GRETA的应用前景: 除了揭示原子核结构奥秘，GRETA还将在以下领域发挥重要作用:

• 核物理研究: 研究新的放射性元素、探究核反应机制、探索核融合能源等。
• 天体物理学: 通过分析来自宇宙射线的伽马射线信号，了解星系演化、超新星爆发、黑洞活动等。
• 医学诊断与治疗: 开发新型医疗成像技术，用于肿瘤检测和放射治疗等。

GRETA将引领人类对物质深层结构的探索，为我们打开通往宇宙终极奥秘的大门。

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