חתך תגובת הפוטוניוטרונים הוא פרמטר מפתח בפיזיקה גרעינית, אסטרופיזיקה גרעינית ויישומי טכנולוגיה גרעינית. מאז שנות ה-60, נמשכו פערים שיטתיים בין נתונים שנמדדו על ידי המעבדה הלאומית של לורנס ליברמור בארצות הברית לבין המרכז למחקר גרעיני Saclay בצרפת באמצעות מקורות גמא להשמדת טיסות פוזיטרונים. למרות הערכות ניסיוניות מרובות, אי התאמות אלו לא נפתרו במלואן, מה שהצריך מדידה מחדש והערכה מחדש.
מקור הגמא של שנגחאי לייזר אלקטרוני (SLEGS) הוא קו אלומת קרני גמא-הראשון בעולם מתחת ל-22 MeV, המבוסס על פיזור לייזר קומפטון עם מצב תקרית נטויה, שנבנה כחלק מהשלב השני של מתקן קרינת סינכרוטרון שנחאי. על ידי התאמת זווית האינטראקציה בין הלייזר לקרן האלקטרונים בטבעת האחסון של מתקן הקרינה של סינכרוטרון שנחאי, SLEGS מייצרת קרני גמא למחצה-מונוכרומטיות עם אנרגיות מתכווננות ברציפות הנעות בין 0.66 MeV ל-21.7 MeV. SLEGS פועלת מאז 2023 ומציעה רזולוציית אנרגיה של 5% עד 15% ושטף גבוה של 105עד 107פוטונים/ים, המספקים פלטפורמה ניסויית מתקדמת לחקר תגובה פוטו-גרעינית. צוות מחקר הלייזר גמא מדד את ( , 1n) חתכי תגובת הפוטוניוטרונים של197או ו159Tb, אימות המתודולוגיה הספציפית של SLEGS- למדידת חתך פוטוניוטרונים. עבודה זו מניחה את הבסיס למחקר ומספקת תנאים ניסיוניים לפתרון אי-התאמות שיטתיות בנתונים פוטו-גרעיניים.
לאחרונה, מאמץ שיתופי הכולל את מכון המחקר המתקדם של שנחאי של האקדמיה הסינית למדעים, המכון של שנחאי לפיזיקה יישומית של האקדמיה הסינית למדעים, האוניברסיטה של האקדמיה הסינית למדעים ואוניברסיטת פודן השתמשו בקרן הגמא הכמו--מונוכרומטית שנוצרה על-ידי SLEGS כדי למדוד את חתכי הרוחב הפוטוניוטרונים של197או ו159Tb באמצעות מערך גלאי נייטרונים שטוחים (FED) שפותח בעצמו-.
הניסוי שיחזר את ספקטרום הגמא המתרחש באמצעות שיטת דקונבולציה ישירה והשתמש בטכניקת יחס כדי להסיק את אנרגיית הנייטרונים הממוצעת ויעילות הגלאי. נתוני חתך מונואנרגטי התקבלו בשיטת אוסלו. התוצאות מראות כי נתוני SLEGS תואמים מדידות ממקור גמא פיזור לייזר Compton במתקן NewSUBARU של יפן ועולים על נתונים ממקורות גמא השמדת טיסות פוזיטרונים המשמשים את המעבדה הלאומית לורנס ליברמור ואת המרכז למחקר גרעיני ב-Saclay. זה מאמת את המהימנות של מתקן SLEGS ומתודולוגיית המדידה שלו, ומניח את הבסיס לפתרון אי-התאמות בנתונים עבור נוקלידים אחרים בעתיד.
ממצאי המחקר הקשורים פורסמו ב-Science Bulletin. המחקר קיבל תמיכה מתוכנית המחקר והפיתוח הלאומית של סין והקרן הלאומית למדעי הטבע של סין, בין היתר.