2026/08/12
圖文引用自：www.epochtimes.com
一套可望推動核物理與美國國家安全研究的次世代核偵測系統，已於密歇根州立大學（MSU）的「稀有同位素束流設施」（Facility for Rare Isotope Beams, FRIB）完成首批運轉測量與性能鑑定。這套名為GRETA（Gamma-Ray Energy Tracking Array，伽瑪射線能量追蹤陣列）的先進設備，在早期束流測試中成功達成了所有預定性能指標，宣告正式邁入運轉階段。
擺脫傳統限制：以「能量追蹤」精準描繪原子核結構
物理學家設計GRETA的核心目的，是以前所未有的精度描繪次原子（Subatomic，又稱「亞原子」）結構。當原子核發生碰撞或衰變時，會釋放伽瑪射線（高能光子）；透過精準記錄這些伽瑪射線，研究人員得以直接觀察維繫原子核內部的基本作用力。
傳統的伽瑪射線能譜儀僅能測量入射光子在單一偵測器塊體內沉積的總能量。GRETA則採取完全不同的技術路線：
分段電極設計：採用高純度鍺（HPGe）半導體晶體，並裝有高度分段的電極接點。
即時訊號擷取：當高能光子與晶體發生作用時，專用的數位數據擷取硬體會即時記錄產生的電脈衝。
三維作用定位：系統能據此計算出光子在晶體內每次作用的精確三維座標，進而重建光子的散射路徑。
這種「能量追蹤」能力，使GRETA能在極高的背景電子雜訊中精準擷取出微弱訊號，這是研究極端不穩定、壽命極短之稀有同位素的關鍵技術門檻。
多機構頂尖合作與成功試運轉
打造這套龐大陣列需仰賴美國橫跨多個國家實驗室的團隊合作。勞倫斯柏克萊國家實驗室（LBNL）的工程團隊組裝了核心偵測器模組並執行初試；阿貢國家實驗室（ANL）與橡樹嶺國家實驗室（ORNL）的合作夥伴則建構了支援子系統與高階訊號處理軟體。
在試運轉期間，研究團隊將GRETA成功整合至FRIB的再加速器束流線（ReA），完成全陣列校準，並透過將輕原子核束流射向固定靶進行驗證。碰撞產生的受激複合核歷經多階段伽瑪衰變，實測結果證實，GRETA在時間同步與能量解析度上的表現，完全符合電腦模擬預期。…
