Các ứng dụng quan trọng của hiệu ứng Compton: 1. Công nghệ dò tìm bom mìn:
Công nghệ tán xạ phản hồi tia X được phát triển trên nền tảng hiệu ứng tán xạ Compton.
Hình 1: kết cấu máy dò mìn
Cụ thể khi những hạt photon của tia X có năng lượng trong khoảng 0,5MeV đến 3,5MeV tác động với điện tử trong một vật liệu bất kỳ đường đi của tia photon khi gặp môi trường không đồng nhất sẽ bị thay đổi.
Lòng đất thông thường có cấu tạo đồng đều, khi có bom, mìn, máy dò công nghệ tán xạ phản hồi tia X lúc này sẽ thu nhận và tính toán các thông số tín hiệu tia X phản hồi sau khi chúng tác động vào tín hiệu bom, mìn, vật nổ nằm trong lòng đất và hiển thị chúng dưới dạng ảnh 2 chiều.
Công nghệ tán xạ phản hồi tia X là phương pháp chụp ảnh trực tiếp bởi tín hiệu tán xạ tương ứng với mật độ vật liệu.
Kết cấu máy dò gồm: Bộ phận phát tia X; bộ phận thu nhận tín hiệu năng lượng tia X tán xạ đa kênh.
Những ưu điểm chính của công nghệ tán xạ phản hồi tia X là: Xác định được hình dạng, độ sâu vật thể; phát hiện được các loại vật nổ phi kim loại; phát hiện được vật nổ trong các điều kiện địa chất, thổ nhưỡng khác nhau, trong lòng đất bị thực vật bao phủ. Tỷ lệ báo tín hiệu báo sai thấp, hiệu suất dò tìm cao, độ phân giải ảnh cao.[4]
2 . Trong thiên văn học:
Chế tạo kính thiên văn:
Kính thiên văn tia gamma Compton sử dụng hiệu ứng tán xạ Compton để phát hiện và vạch ra các tia gamma năng lượng cao.
N
Hình 2: kính thiên văn Hubble
hững bức ảnh do Compton chụp được cung cấp cho con người cái nhìn về sự bùng nổ các tia gamma trong vũ trụ.
ð Dựa vào đó, các nhà khoa học đã lập bản đồ phân bố mật độ năng lượng của dải thiên hà.
Mặt khác, nhờ vào hiệu ứng compton ngược mà ta có thể xác định được vị sự có mặt, cũng như tuổi của các thiên hà xa xôi hoặc lỗ đen ngoài vũ trụ.
Khi quan sát về hướng những chùm thiên hà, các nhà thiên văn học nhận thấy đường cong Planck biểu diễn phổ của bức xạ phông vũ trụ có chút ít sai trệch so với đường cong của vật đen ở nhiệt độ 2,726 Kelvin. Lý do là vì môi trường giữa những thiên hà trong những chùm thiên hà có khí bị ion hoá và nóng tới hàng trăm triệu độ nên electron có năng lượng cao và phát ra bức xạ X. Trong quá trình va chạm với photon, electron năng lượng cao chuyển năng lượng cho photon (còn gọi là “hiệu ứng Compton ngược”). Electron của chùm thiên hà tương tác với photon của bức xạ phông vũ trụ qua hiệu ứng Compton ngược và làm tăng năng lượng photon của bức xạ phông.
Do đó, ở hướng những chùm thiên hà, đường cong của phổ bức xạ phông vũ trụ thay đổi chút ít. Hiện tượng này được tiên đoán bởi hai nhà vật lý Sunyaev (Ouzbekistan) và Zeldovich (Nga) nên gọi là “hiệu ứng Sunyaev-Zeldovich” (viết tắt là “hiệu ứng SZ”). Sự quan sát hiệu ứng SZ là một trong những phương tiện để phát hiện những chùm thiên hà xa xôi và để xác định hằng số Hubble, dẫn đến sự ước tính tuổi của vũ trụ. Kính thiên văn dùng để quan sát hiệu ứng SZ và để phát hiện bức xạ yếu ớt của những chùm thiên hà cần có độ phân giải cao.[5]
Tài liệu tham khảo
[1] Hockey, Thomas (2009). The Biographical Encyclopedia of Astronomers. Springer Publishing. ISBN 978-0-387-31022-0. Retrieved August 22, 2012.
[2] David Halliday-Robert Resnick-Jearl Walker, Cơ sở vật lý tập 6, NXBGD, 2011.
[3] Lương Duyên Bình, Vật lý đại cương,NXBGD, 2012 (trang 112 đến 114). Silvia arroyo camejo , thế giới lượng tử huyền bí, NXB trẻ 2009 (trang 67 đến trang 76).
[4] http://www.khoa hoc.com.vn/congnghemoi/congnghemoi/45624_cong-nghe-do-tim-bom-min.aspx
[5] Nguyen Quang Rieu: Circumstellar Radio Molecular lines (The M-Type Stars; Monograph Series on Nonthermal Phenomena in Stellar Atmospheres, CNRS – NASA, p. 209, 1986). Nguyễn Quang Riệu,dấu ấn của thuyết lượng tử trong nghiên cứu vũ trụ. 2009.
http://vietsciences.free.fr/timhieu/khoahoc/astronomie/dauancuathuyetluongtu.htm
Chia sẻ với bạn bè của bạn: |
