科學家們已成功完成伽馬射線能量跟蹤陣列(GRETA)的研發工作。GRETA作為世界上最強大的伽馬射線探測器，有望給核物理學領域帶來重大變革。該探測器由美國勞倫斯伯克利國家實驗室研發，即將運往密歇根州立大學稀有同位素束流裝置(FRIB)進行安裝并開展首次實驗。

GRETA如同原子核“顯微鏡”，能以前所未有的精度探究原子核結構，有助于解答恒星如何產生重元素、宇宙中物質為何比反物質多以及原子穩定性極限等基本問題。它拓展了人類對自然的認知，還有望改進核醫學(如PET掃描)和聚變能等技術。GRETA的靈敏度比以往探測器高出10到100倍，堪稱重大突破。

GRETA項目主管保羅·法倫表示，目標是打造性能最佳、分辨率最高的伽馬射線探測器，以解答有關物質本質和基本力的基本問題。項目副主任Heather Crawford稱，伽馬射線能譜是研究原子核性質的有力工具，激發態和伽馬射線是每種同位素的“指紋”，GRETA是檢驗這些“指紋”、研究控制原子核的力的最強大“顯微鏡”。

GRETA包含30個鍺晶體模塊，每個模塊有四塊冷卻至 -184°C的超純晶體，可精確捕獲伽馬射線;還有精確到百萬分之一英寸的鋁球，可分成兩半用于安裝目標。在FRIB中，粒子束撞擊GRETA中心的目標產生稀有同位素(FRIB將產生1000多種自然界不存在的新同位素)，GRETA捕獲這些原子發出的伽馬射線并創建其“肖像”，有助于研究滴線(原子核不再能容納中子或質子的極限)、梨形原子核(可解釋宇宙中物質過剩情況)等。研究作者比喻，若原子核是一本書，GRETA就能閱讀其頁面，揭示原子結構及其恒星起源。

此外，全新DELERIA系統能在超級計算機上進行即時數據分析，加快實驗速度。GRETA將于2025年秋季在FRIB安裝，首批實驗預計2026年開始，之后將遷移至阿貢國家實驗室。其靈活性將助力開展從研究恒星到測試自然界基本規律等各類研究。