How big is Gammakiirte lainepikkus?

Gammakiired on elektromagnetkiirguse liik; elektromagnetkiirgus on lainete perekond, kuhu kuuluvad ka nähtav valgus ja raadiolained. Selle perekonna seas on gammakiirtel kõige lühemad lainepikkused ja kõige rohkem energiat. Siin näidatud lainepikkus on 1 pikomeeter, ligikaudu radioaktiivse koobalt-60 kiiratavate gammakiirte lainepikkus. Pikomeeter on meetri triljondik ehk nanomeetri tuhandik.

Lainepikkus

Lainepikkus on vahemaa laine ühest harjast järgmiseni. NASA loeb gammakiirteks kõik elektromagnetlained, mis on lühemad kui umbes 10 pikomeetrit. Sellel saidil näidatud väärtus, 1 pikomeeter, on kümnendik sellest piirist. Mida lühem on laine, seda rohkem energiat see kannab, seetõttu kirjeldavad gammakiiri uurivad astronoomid neid tavaliselt hoopis energia kaudu.

Gammakiired ja röntgenikiired kattuvad omavahel ning neid eristatakse mitmel viisil. USA keskkonnakaitseagentuur eristab neid päritolu järgi: gammakiired tekivad aatomi tuumas, röntgenikiired aga tuumast väljaspool. Astronoomid eristavad neid ainult energia järgi.

Peaaegu iga kord, kui koobalt-60 aatom laguneb, kiirgab see kaks gammakiirt, mille lainepikkused on umbes 1,06 ja 0,93 pikomeetrit. Sellel saidil näidatud 1 pikomeeter jääb nende vahele.

Suuruste võrdlused

Vesiniku aatom, mille läbimõõt on umbes 0,1 nanomeetrit, on laiuselt umbes 100 sellist lainepikkust. Ongström, pikkusühik, mis võrdub 100 pikomeetriga, on täpselt 100 sellist lainepikkust.
Röntgenikiirte lainepikkused ulatuvad umbes 10 pikomeetrist 10 nanomeetrini, olles sellest gammakiirest 10 kuni 10 000 korda pikemad.
Nähtava valguse lainepikkused on 400–700 nanomeetrit, violetsest kuni punaseni. Need on sellest lainepikkusest 400 000–700 000 korda pikemad.
Umbes 80–100 miljonit sellist lainepikkust, otsakuti ritta pandud, ulatuksid inimese juuksekarva laiuseni.
Kui see lainepikkus oleks välja venitatud 1 millimeetri pikkuseks, oleks vesiniku aatom umbes 11 sentimeetrit lai ja inimese juuksekarv 80–100 kilomeetrit lai.

Kust gammakiired pärinevad

Kosmoses pärinevad gammakiired kõige kuumematelt ja energiarikkamatelt objektidelt: neutrontähtedelt, plahvatavatelt tähtedelt ehk supernoovadelt ning mustade aukude ümbrusest. Kõige võimsamad sähvatused, mida nimetatakse gammakiirguspurseteks, võivad vabastada 10 sekundiga rohkem energiat, kui Päike kiirgab kogu oma umbes 10 miljardi aasta pikkuse eluea jooksul.

Maal pärinevad gammakiired välgust, tuumaplahvatustest ja radioaktiivsest lagunemisest. Näiteks koobalt-60 tekib siis, kui tuumareaktoris olevat terast tabavad neutronid, ning pool igast proovist laguneb iga 5,27 aastaga. Haiglad kasutavad koobalti gammakiiri kiiritusraviks.

Kuidas gammakiiri peatatakse ja avastatakse

Gammakiired võivad läbida inimkeha täielikult ning kahjustada teel kudesid ja DNA-d. Nende peatamiseks võib vaja minna mitme tolli paksust tihedat metalli, näiteks pliid, või mõne jala paksust betooni. Nende lainepikkused on nii lühikesed, et nad võivad läbida detektori aatomite sees oleva tühja ruumi.

Erinevalt valgusest ja röntgenikiirtest ei saa gammakiiri peeglitega püüda ega tagasi peegeldada. Selle asemel on gammakiirte detektorites tihedalt pakitud kristalli plokid. Kristallist läbi minev gammakiir põrkab kokku kristalli elektronidega ning need põrked tekitavad signaali, mida detektor suudab registreerida. Maa atmosfäär neelab kosmosest tulevaid gammakiiri, seetõttu töötavad gammakiirgusteleskoobid, näiteks NASA Fermi, orbiidilt.