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云南2021年南方电网校园招聘考试知识点:X射线偏振探测

发布时间:2020-05-16 09:32:53

X射线偏振探测:看宇宙中的3D场景

探测X射线偏振,我们在测什么?

“偏振”和光的颜色(波长)都是电磁波的基本属性之一。戴上偏振眼镜看3D电影,即是生活中常见的偏振原理应用。

“X射线也是电磁波的一种。我们希望在X射线波段看宇宙的3D场景——并不是像影院一样看到3D图像,但确实是一个新的探测维度。”冯骅解释,“黑洞、中子星这类非常极端的天体虽然光学辐射很弱,却是很强烈的X射线辐射体。由于X射线波长非常短,不存在像可见光偏振片那样合适的滤镜,X射线偏振的测量变得极其困难。但利用X射线偏振测量,我们能够获得高能辐射区域磁场方位、天体的几何对称性,从而进一步理解与黑洞、中子星等密切相关的天文现象的物理过程发生机制,对高能天体物理而言意义重大。”

正是因为如此重要的科学价值,早在1968年,美国科学家就率先开展了天文X射线偏振探测,并在1971年发射的探空火箭上完成了247秒的曝光,第一次发现蟹状星云的X射线辐射可能具有高度线偏振,并在1975年上天的OSO-8卫星上完成了首次精确测量。

然而,40多年过去了,科学家们不断论证X射线偏振的用处,预言探测偏振对天体物理的科学价值,却再也没有第二个X射线偏振探测设备在空间运行。探测灵敏度不足,被认为是X射线偏振技术的主要瓶颈之一。

技术转机出现在2001年。随着核探测技术的发展,意大利科学家证实了一种新型粒子探测技术可用于高灵敏度X射线偏振测量。这为X射线偏振测量带来了“一种近乎理想的探测技术”。

2009年,回到清华大学任教不久的冯骅开始带领团队,在国际合作基础上,对X射线偏振探测技术进行探索和改进。

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