7個有關(guān)伽馬射線的驚人事實

伽馬射線是一種能量最高的光，比X射線還厲害，可以輕易穿過金屬物或混凝土墻。恒星爆炸、正負(fù)電子彼此湮滅，或放射性原子發(fā)生衰變，都可以產(chǎn)生伽馬射線。下面，我們來談一談有關(guān)這些高能光子的驚人事實。

1.“伽馬射線”這個名字來自歐內(nèi)斯特·盧瑟福

1900年，法國化學(xué)家保羅·維拉德從鐳元素衰變產(chǎn)物中，首次發(fā)現(xiàn)了伽馬射線。不過，其名稱是新西蘭著名物理學(xué)家歐內(nèi)斯特·盧瑟福起的。

當(dāng)科學(xué)家首次研究原子核的衰變現(xiàn)象時，基于輻射可穿透鉛屏障有多遠(yuǎn)，他們確定了三種類型的射線。盧瑟福用希臘字母表中前三個字母命名了這三種射線。遇到鉛屏障，阿爾法射線會被彈開，貝塔射線會穿進(jìn)去一點，伽馬射線可以穿入得更深一些。今天，我們知道阿爾法射線就是氦原子核（兩個質(zhì)子和兩個中子），貝塔射線是電子或正電子，而伽馬射線就是一種光。

2. 深空中有著伽馬射線暴

當(dāng)一個不穩(wěn)定的鈾原子核發(fā)生核裂變時，它會釋放出大量的伽馬射線。用來發(fā)電的核反應(yīng)堆以及核彈頭，都是基于核裂變制造出來的。上個世紀(jì)60年代，美國發(fā)射了伽馬射線探測衛(wèi)星，用來監(jiān)視全球的核試驗。他們發(fā)現(xiàn)了遠(yuǎn)比預(yù)期更多的“核爆炸”。天文學(xué)家們最終意識到，這些爆炸并不是來自蘇聯(lián)等國進(jìn)行的核試驗，而是來自宇宙深空。它們被命名為伽馬射線暴。

今天我們知道，伽馬射線暴有兩種類型。一種是質(zhì)量非常大的恒星爆炸時產(chǎn)生的。另一種是中子星與別的東西發(fā)生碰撞時產(chǎn)生的，碰撞的對象可能是另一個中子星或黑洞。

3. 為研究伽馬射線暴，天文學(xué)家需要使用太空望遠(yuǎn)鏡

從太空射向地球的伽馬射線，會與大氣中的分子相撞。這使得伽馬射線幾乎無法抵達(dá)地球表面。這其實是件好事，因為我們可以免遭受到這種致命輻射的傷害。

但是，對于想研究伽馬射線暴的天文學(xué)家來說，這就有點麻煩了。天文學(xué)家必須向太空發(fā)射一個望遠(yuǎn)鏡，而且其中還有著不少挑戰(zhàn)。例如，你不能用普通的透鏡或鏡子來聚焦伽馬射線，因為伽馬射線會直接穿過它們。許多太空望遠(yuǎn)鏡，例如2008年發(fā)射升空的費米伽馬射線太空望遠(yuǎn)鏡，使用了一種特制的探測器來檢測伽馬射線。當(dāng)伽馬射線射入探測器后，會撞到金屬靶上并產(chǎn)生電子-正電子對，探測器通過檢測產(chǎn)生出的電子對來尋找伽馬射線。

4. 一些伽馬射線來自雷暴

上個世紀(jì)90年代，一些太空望遠(yuǎn)鏡探測到的來自地球的伽馬射線，最終發(fā)現(xiàn)是來自于雷暴云。靜電積聚在云內(nèi)，最終導(dǎo)致閃電的出現(xiàn)，而靜電就像一個巨大的粒子加速器，創(chuàng)造出成對的電子和正電子，然后發(fā)生湮滅并產(chǎn)生伽馬射線。這些伽馬射線的產(chǎn)地位于高空，只有經(jīng)過的飛機(jī)會遭受到它們的“洗禮”，這也是航班需要遠(yuǎn)離雷暴的原因之一。

5. 伽馬射線在希格斯玻色子的發(fā)現(xiàn)中發(fā)揮了關(guān)鍵作用

大部分的亞原子粒子（結(jié)構(gòu)比原子更小的粒子）是不穩(wěn)定的，它們一旦形成，幾乎在瞬間就會衰變?yōu)槠渌牧Ｗ印＠?，希格斯玻色子（即“上帝粒子”，它可以使得其他粒子具有質(zhì)量）可以衰變?yōu)樵S多不同類型的粒子，包括伽馬射線。盡管理論預(yù)言，希格斯玻色子衰變?yōu)橘ゑR射線只有0.2%的概率，但衰變產(chǎn)物只是兩股伽馬射線，所以這種類型的衰變是相對容易識別的。事實上，科學(xué)家們第一次發(fā)現(xiàn)希格斯玻色子時，他們就檢測到了這種類型的衰變。

6. 醫(yī)生可使用“伽馬刀”

進(jìn)行腦部手術(shù)

足夠強(qiáng)的伽馬射線可以破壞生物細(xì)胞，但我們也可以利用這種破壞力。醫(yī)生有時會用“伽馬刀”來破壞大腦中的癌細(xì)胞或其他病變細(xì)胞。這通常需要把多束伽馬射線集中在需要被摧毀的細(xì)胞那里。每一束伽馬射線能量相對較小，基本不會損害健康的腦組織。但在伽馬射線集中的地方，強(qiáng)大的能量就足以殺死癌細(xì)胞。

大腦的結(jié)構(gòu)復(fù)雜精密，使用傳統(tǒng)的手術(shù)刀進(jìn)行手術(shù)風(fēng)險較大。而使用“伽馬刀”進(jìn)行手術(shù)風(fēng)險較低，因為它無需開顱，而且還具有定位準(zhǔn)確、損傷小等優(yōu)點。

7. 伽馬射線（間接地）

使得地球有了生命

在太陽核心中，氫原子核聚集在一起會發(fā)生聚變。聚變發(fā)生時，一個副產(chǎn)品就是伽馬射線。伽馬射線使得太陽核心能持續(xù)處于熾熱狀態(tài)。一些伽馬射線會逃逸到太陽的外層，并與電子或質(zhì)子相撞，逐漸失去能量。當(dāng)它們失去能量時，它們變成紫外線、可見光和紅外線。紅外線使得地球保持著合適的溫度，而可見光可以讓地球上的植物進(jìn)行光合作用?？梢?，地球生命也間接依賴于伽馬射線。