Forskare vid China Institute of Atomic Energy (CIAE) har avsevärt förbättrat metoden för att detektera järn-60 ( 60 Fe), en sällsynt isotop som finns i månprover, med hjälp av tandemacceleratorn HI-13. Denna prestation banar väg för att upptäcka 60 Fe i månprover för en djupare förståelse av kosmiska händelser som supernovor som inträffade för miljoner år sedan.
Resultaten publiceras i tidskriften Nuclear Science and Techniques .
Studien, ledd av Bing Guo, använde en förfinad acceleratormasspektrometriteknik (AMS) för att detektera 60 Fe, en sällsynt isotop som produceras av supernovor och som finns i prover som återvänts från månen. Det förbättrade AMS-systemet, utrustat med ett Wien-filter, identifierade framgångsrikt 60 Fe i simuleringsprover med tidigare ouppnåeliga känslighetsnivåer. Detta fynd visar en detektionskänslighet bättre än 4,3 × 10 −14 och potentiellt nå 2,5 × 10 −15 under optimala förhållanden.
I årtionden har utmaningen att upptäcka isotoper med låg förekomst som 60 Fe i månprover har stört forskarna på grund av isotopens brist och närvaron av störande element. De traditionella metoderna saknade känslighet. De senaste ändringarna av CIAE:s HI-13 tandemacceleratoranläggning utgör ett betydande steg framåt.
Guo sa:"Vårt team var överens om att det enda sättet att spåra historiska supernovohändelser korrekt var genom att tänja på gränserna för vad vår utrustning kunde göra. Installationen av Wien-filtret kan vara en spelväxlare för oss."
Resultaten av denna forskning sträcker sig bortom det akademiska området och ger insikter i de processer som formar vårt universum. Möjligheten att mäta små kvantiteter på 60 Fe på månen ger en direkt länk till att studera tidigare supernovor som har inträffat i närheten. Dessa upptäckter har implikationer för astrofysik och erbjuder en ny lins genom vilken man kan se stjärnornas historia och utveckling.
När man ser framåt planerar CIAE:s forskargrupp att förfina sina tekniker ytterligare för att förbättra känsligheten i sina mätningar. Förbättringar av effektiviteten i jonkällan och strålöverföringen förväntas öka detekteringskapaciteten ytterligare.
"Vårt nästa mål är att optimera hela vårt AMS-system för att nå ännu lägre detektionsgränser. Varje bit av ökad känslighet öppnar upp ett universum av möjligheter", förklarade Guo.
Den framgångsrika utvecklingen av denna förbättrade AMS-metod bidrar till både månforskning och studiet av interstellära fenomen. I takt med att forskare fortsätter att förfina denna teknik, växer vår förståelse av universums historia djupare, vilket återigen bevisar att vår resa genom kosmos långt ifrån är över.
