Leviterende partikler kunne løfte det nukleare detektivarbejde

Laserbaseret 'optisk pincet' kunne levitere uran- og plutoniumpartikler, dermed tillader måling af nukleart rekyl under radioaktivt henfald. Denne teknik, foreslået af forskere ved Los Alamos National Laboratory, giver en ny metode til at udføre den radioaktive partikelanalyse, der er afgørende for nuklear efterforskning.

"Vores idé bygger på at fange en partikel ved hjælp af 'optisk pincet, ' en teknik, som er emnet for dette års Nobelpris i fysik, " sagde Alonso Castro fra Laboratoriets Actinide Analytical Chemistry-gruppe, en af ​​forfatterne til et nyt papir i tidsskriftet Fysisk gennemgang A . "Det er kun passende, at [nobelprisvinderen] Arthur Ashkins opfindelse stadig giver ny videnskab selv efter 30 år."

Teamets arbejde viser, at for mikrometer og sub-mikrometer partikler, den kinetiske energi af den udsendte nukleare partikel, eller datterpartikel, kan bestemmes meget nøjagtigt ved at måle rekylen af ​​prøvepartiklen leviteret i en laserdrevet optisk fælde. Prøvepartiklen absorberer fuldt ud rekylmomentet fra datteratomet, hvilket resulterer i en veldefineret svingning i fældens harmoniske potentiale.

"For applikationer som nuklear retsmedicinsk analyse, denne teknik kan have betydelig værdi. Så langt, vi har været i stand til at holde uran partikler i optiske fælder, og vi finder ud af at holde dem på plads, med deres oscillationsenergi 'afkølet, ' giver os mulighed for at se rekylen, når datteratomets bevægelse forårsager forskydning af prøven, sagde Castro.

"Det næste skridt ville være at måle disse forskydninger og derefter beregne energien af ​​rekylen. Virkningen af ​​vores tilgang er, at den meget hurtigt kan bestemme den isotopiske sammensætning af de typer af nanometer- og mikrometerstore partikler, der findes i nuklear retsmedicinske scenarier, " han sagde.

Nuklear efterforskning er undersøgelsen af ​​nukleare og andre radioaktive materialer for at bestemme materialernes oprindelse og historie i forbindelse med retshåndhævelsesundersøgelser eller vurdering af nuklear sikkerhedssårbarhed. Los Alamos udfører en bred vifte af nuklear retsmedicinsk videnskab til støtte for laboratoriets nationale sikkerhedsmission.