يعد المقطع العرضي لتفاعل النيوترونات الضوئية معلمة أساسية في الفيزياء النووية، والفيزياء الفلكية النووية، وتطبيقات التكنولوجيا النووية. منذ الستينيات، استمرت التناقضات المنهجية بين البيانات التي تم قياسها بواسطة مختبر لورانس ليفرمور الوطني في الولايات المتحدة ومركز ساكلاي للأبحاث النووية في فرنسا باستخدام مصادر جاما لإبادة الطيران البوزيتروني. وعلى الرغم من التقييمات التجريبية المتعددة، لم يتم حل هذه التناقضات بشكل كامل، مما يستلزم إعادة القياس وإعادة التقييم.
مصدر شنغهاي ليزر إلكترون جاما (SLEGS) هو أول خط أشعة غاما- في العالم أقل من 22 ميجا فولت، يعتمد على تشتت كومبتون بالليزر مع وضع الحادث المائل، والذي تم إنشاؤه كجزء من المرحلة الثانية من مرفق شنغهاي للإشعاع السنكروتروني. من خلال ضبط زاوية التفاعل بين الليزر وشعاع الإلكترون في حلقة التخزين بمرفق شنغهاي للإشعاع السنكروتروني، تنتج SLEGS أشعة جاما شبه أحادية اللون مع طاقات قابلة للتعديل باستمرار تتراوح من 0.66 MeV إلى 21.7 MeV. تعمل SLEGS منذ عام 2023، وتوفر دقة طاقة تتراوح من 5% إلى 15% وتدفقًا عاليًا يبلغ 105إلى 107الفوتونات/الثانيات، مما يوفر منصة تجريبية متقدمة لأبحاث التفاعل النووي الضوئي. قام فريق أبحاث غاما الليزر بقياس المقاطع العرضية لتفاعل النيوترونات الضوئية (، 1n).197الاتحاد الأفريقي و159تي بي، التحقق من صحة المنهجية المحددة لـ SLEGS- لقياس المقطع العرضي للنيوترونات الضوئية. يضع هذا العمل الأساس البحثي ويوفر الظروف التجريبية لحل التناقضات المنهجية في البيانات النووية الضوئية.
في الآونة الأخيرة، تم استخدام جهد تعاوني يضم معهد شنغهاي للأبحاث المتقدمة التابع للأكاديمية الصينية للعلوم، ومعهد شنغهاي للفيزياء التطبيقية التابع للأكاديمية الصينية للعلوم، وجامعة الأكاديمية الصينية للعلوم، وجامعة فودان، استخدم شعاع جاما شبه أحادي اللون -مولد بواسطة SLEGS لقياس المقاطع العرضية للنيوترونات الضوئية197الاتحاد الأفريقي و159Tb باستخدام مصفوفة كاشف النيوترونات ذات الكفاءة المسطحة (كاشف FED) التي تم تطويرها ذاتيًا.
أعادت التجربة بناء طيف جاما الساقط باستخدام طريقة التفكيك المباشر واستخدمت تقنية النسبة لاستنتاج متوسط طاقة النيوترون وكفاءة الكاشف. تم الحصول على بيانات المقطع العرضي أحادي الطاقة باستخدام طريقة أوسلو. تظهر النتائج أن بيانات SLEGS متوافقة مع قياسات مصدر غاما المبعثر بالليزر كومبتون في منشأة NewSUBARU اليابانية وتتفوق في الأداء على البيانات من مصادر غاما لإبادة رحلة البوزيترون التي يستخدمها مختبر لورانس ليفرمور الوطني ومركز ساكلاي للأبحاث النووية. وهذا يؤكد موثوقية مرفق SLEGS ومنهجية القياس الخاصة به، مما يضع الأساس لحل التناقضات في البيانات الخاصة بالنويدات الأخرى في المستقبل.
ونشرت نتائج البحوث ذات الصلة في نشرة العلوم. تلقت الدراسة دعمًا من البرنامج الوطني للبحث والتطوير في الصين والمؤسسة الوطنية للعلوم الطبيعية في الصين، من بين مصادر أخرى.