伽馬光子
人類迄今觀測到的最高能量光子
伽瑪射線是一種頻率很高的電磁波,在量子力學中,電磁波的能量被認為是一分一分的,這種能量子稱為光子,其能量e=hv,h為普朗克常量,v為頻率。伽瑪光子就是伽瑪射線的光子,可以認為伽瑪射線是由一個個伽瑪光子組成的。
伽馬光子,是人類迄今觀測到的最高能量光子,有助於進一步解開宇宙線的奧秘。
2018年8月30日至31日召開的香山科學會議上,科學家呼籲在中國建設一種全新的對撞機——世界首台伽馬光子對撞機。伽馬光子對撞機可以利用傳統加速器與高能高頻率激光發生逆康普頓散射,進而使高亮度的伽馬光束相互碰撞。
2021年05月17日,據央視報道,國家重大科技基礎設施“高海拔宇宙線觀測站(LHAASO)”,在銀河系內發現大量超高能宇宙加速器,並記錄到最高1.4拍電子伏的伽馬光子(拍=千萬億),這些發現將於2021年5月17日發表在《Nature》(《自然》)雜誌上。科學家們發現了能量超過拍電子伏的光子,來自天鵝座內非常活躍的恆星形成區,還發現了12個穩定超高能伽馬射線源,能量一直延伸到1拍電子伏附近,這是位於LHAASO視場內、銀河系內最明亮的一批伽馬射線源,測到的伽馬光子信號高於周圍背景7倍標準偏差以上,射線源的位置測量精度優於0.3°。
2018年8月,據科技日報報道:“這種對撞機的概念30多年前就被提出,但目前國際上還沒有建成的伽馬光子對撞機。”來自美國國家費米實驗室的周為仁教授解釋說,其背後有兩個原因。
一方面,激光技術發展水平不成熟,這種技術直到近幾年才得以滿足伽馬光子對撞機的要求。另一方面,伽馬光子對撞機的概念提出后,科學家首先想到建設高能伽馬光子對撞機,而這種對撞機的建設基礎是能區在80—120GeV(10億電子伏特)的高能電子加速器,後者哪怕在今天的技術條件下,預計依然需要20年才能實現。