Лазерные «оптические пинцеты» могут левитировать частицы урана и плутония, позволяя, таким образом, измерять ядерную отдачу во время радиоактивного распада. Эта методика, предложенная учеными Лос-Аламосской национальной лаборатории, обеспечивает новый метод проведения анализа радиоактивных частиц, необходимый для ядерной криминалистики.
«Наша идея заключается в том, чтобы улавливать частицу с помощью «оптического пинцета» — метода, который в этом году является предметом Нобелевской премии по физике», — сказал Алонсо Кастро из группы лабораторной аналитической химии актинидов, один из авторов новой статьи в журнале Physical Review A. — «Весьма уместно, что изобретение [Нобелевского лауреата] Артура Ашкина и по прошествии 30 лет все еще приносит новую науку».
Работа коллектива показывает, что для микрометрических и субмикрометрических частиц кинетическую энергию излучаемой ядерной частицы, или дочерней частицы, можно очень точно определить, измеряя отдачу частицы пробы, левитированной в оптической ловушке с лазерным приводом. Частица пробы полностью поглощает импульс отдачи дочернего атома, в результате чего в ловушке генерируются хорошо определенные колебания гармонического потенциала.
«Для таких применений, как ядерная криминалистическая экспертиза, этот метод может иметь значительную ценность». До сих пор нам удавалось удерживать частицы урана в оптических ловушках, и мы обнаружили, что удержание их на месте, с их «охлажденной» энергией колебаний, дает нам возможность увидеть отдачу, когда движение дочернего атома вызывает смещение пробы», — сказал Кастро.
Следующим шагом будет измерение этих смещений, а затем вычисление энергии отдачи». Влияние нашего подхода заключается в том, что он может очень быстро определить изотопный состав типов частиц нанометрического и микрометрического размера, встречающихся в сценариях ядерной криминалистики», — сказал он.
Ядерная криминалистика — это изучение ядерных и других радиоактивных материалов с целью определения происхождения и истории материалов в контексте правоохранительных расследований или оценки уязвимости в области ядерной безопасности. В Лос-Аламосе проводится широкий спектр ядерной криминалистики в поддержку миссии Лаборатории по обеспечению национальной безопасности.
