Интерференция волн: от нейтронной интерферометрии до нейтронного спин-эхо
25 ноября 2021 года
03:11
Интерференция волн: от нейтронной интерферометрии до нейтронного спин-эхо
Текст новости:
Актуальность темы Вследствие принципа корпускулярно-волнового дуализма, нейтроны обладают волновыми свойствами, так что для них наблюдаются такие оптические явления, как дифракция и интерференция. Оптическая интерферометрия, основанная на принципе когерентного деления волновых фронтов с их последующей суперпозицией, является одним из наиболее точных метрологических методов и оптические интерферометры чувствительны к малому, в доли длины волны света, относительному смещению волновых фронтов. В силу нейтронно-оптической аналогии следует ожидать, что подобной чувствительностью должны обладать и нейтронные интерферометры, что, однако, не наблюдалось в действительности. Причиной этого являлись фундаментальные различия в свойствах источников электромагнитного и нейтронного излучения: высоко когерентные монохроматические лазерные источники светового диапазона и диффузные источники нейтронов. Получение когерентного пучка нейтронов с высокой степенью пространственной и временной когерентности сопряжено с колоссальными потерями в интенсивности, подобно получению когерентного пучка света от ртутной лампы, использованного Д. Габором для регистрации первых голограмм. Этот фундаментальный недостаток нейтронного излучения потребовал создания нейтронных интерферометров на иных принципах, аналогичных применяемых в световых интерферометрах белого света, где используется явление самоинтерференции когерентно разделённых волновых фронтов. Тем не менее, нейтронные интерферометры не позволяли точные фазовые измерения: из-за низкой монохроматичности нейтронных пучков точность измерения сдвигов фазы в нейтронных интерферометрах оставалась на уровне не лучше, чем 0.1%. Вместе с тем точные измерения фазовых сдвигов нейтронных волн позволяли бы прецизионные измерения нейтронного показателя преломления и, через него, прецизионные определения таких фундаментальных свойств элементов как длина когерентного нейтронного рассеяния. Таким образом, разработка новых бездисперсионных методов измерения нейтронного показателя преломления, являлась актуальной задачей, решение который позволило бы сделать нейтронную интерферометрию доступным метрологическим методом для измерения показателя преломления веществ в различных агрегатных состояниях. Стандартная дилемма нейтронной спектроскопии (как и спектроскопии любого излучения при отсутствии источников излучения лазерного типа) - «интенсивность или разрешение» - является следствием теоремы Лиувилля, требующей сохранения фазового объема ансамбля частиц в нейтронном пучке. Как следствие, для получение высокого энергетического разрешения необходим высокомонохроматический падающий пучок, интенсивность которого, однако, уменьшается пропорционально ширине монохроматической линии. Наличие спина нейтрона открывает возможности, которые не затрагиваются ограничениями, накладываемыми теоремой Лиувилля. Спин нейтрона играет роль некой часовой стрелки, которой помечен каждый индивидуальный нейтрон. Анализируя направление вектора спина вследствие его прецессии при прохождении области магнитного поля, можно с чрезвычайно высокой точностью определить изменение скорости (энергии) нейтрона, 3


Текст со страницы (автоматическое получение):
ПРИЕМНАЯ
ВЫСШАЯ АТТЕСТАЦИОННАЯ КОМИССИЯ
при Министерстве науки и высшего образования Российской Федерации
Высшая аттестационная комиссия при Министерстве науки и высшего образования Российской Федерации создана в целях обеспечения государственной научной аттестации
ВЫСШАЯ АТТЕСТАЦИОННАЯ КОМИССИЯ
Автоматическая система мониторинга и отбора информации
Источник
Другие материалы рубрики