Op laser gebaseerde 'optische pincetten' kunnen uranium- en plutoniumdeeltjes laten zweven, waardoor de meting van nucleaire terugslag tijdens radioactief verval mogelijk is. Deze techniek, voorgesteld door wetenschappers van het Los Alamos National Laboratory, biedt een nieuwe methode voor het uitvoeren van de analyse van radioactieve deeltjes die essentieel is voor nucleair forensisch onderzoek.

"Ons idee is gebaseerd op het vangen van een deeltje met behulp van een 'optisch pincet', ' een techniek die dit jaar het onderwerp is van de Nobelprijs voor Natuurkunde, " zei Alonso Castro van de Actinide Analytical Chemistry-groep van het Lab, een van de auteurs van een nieuw artikel in het tijdschrift Fysieke beoordeling A . "Het is alleen maar passend dat Arthur Ashkin's uitvinding [Nobelprijswinnaar] zelfs na 30 jaar nog steeds nieuwe wetenschap oplevert."

Het werk van het team laat zien dat, voor micrometer- en submicrometerdeeltjes, de kinetische energie van het uitgezonden kerndeeltje, of dochterdeeltje, kan zeer nauwkeurig worden bepaald door de terugslag te meten van het monsterdeeltje dat in een laser-aangedreven optische val zweeft. Het monsterdeeltje absorbeert het terugslagmomentum van het dochteratoom volledig, wat resulteert in een goed gedefinieerde oscillatie in de harmonische potentiaal van de val.

"Voor toepassingen zoals nucleaire forensische analyse, deze techniek kan van grote waarde zijn. Zo ver, we hebben uraniumdeeltjes in optische vallen kunnen houden, en we vinden dat ze op hun plaats houden, met hun oscillatie-energie 'gekoeld, ' geeft ons de mogelijkheid om de terugslag te zien wanneer de beweging van het dochteratoom verplaatsing van het monster veroorzaakt, ’ zei Castro.

"De volgende stap zou zijn om die verplaatsingen te meten en vervolgens de energie van de terugslag te berekenen. De impact van onze aanpak is dat het heel snel de isotopensamenstelling kan bepalen van de soorten nanometer- en micrometer-deeltjes die worden aangetroffen in nucleaire forensische scenario's, " hij zei.

Nucleair forensisch onderzoek is het onderzoek van nucleair en ander radioactief materiaal om de oorsprong en geschiedenis van het materiaal vast te stellen in het kader van rechtshandhavingsonderzoeken of de beoordeling van kwetsbaarheden in de nucleaire beveiliging. Los Alamos voert een breed scala aan nucleaire forensische wetenschap uit ter ondersteuning van de nationale veiligheidsmissie van het laboratorium.