Физическая энциклопедия - поляризованные нейтроны

совокупность нейтронов, спины s к-рых имеют преимуществ. ориентацию по отношению к к.-л. выделенному направлению в пространстве, обычно направлению магн. поля Н. Т. к. нейтрон обладает спином 1/2, то в поле Н возможны две ориентации спина: параллельно или антипараллельно Я. Нейтронный пучок поляризован, если он содержит разное кол-во нейтронов со спинами, ориентированными вдоль (N+) и против (N-) поля.

Степень поляризации: Впервые П. н. были получены пропусканием пучка нейтронов через намагниченную до насыщения жел. пластину (амер. физиком Ф. Блохом, 1936, и исследован амер. физиком Д. Юзом с сотрудниками, 1947). Нейтроны с s?Н сильнее рассеиваются и выбывают из пучка. В результате пучок, прошедший через пластину, обогащается нейтронами с антипараллельными спинами.

При H=10 000 Э можно получить Рмакс=0,6. Более эффективен метод, основанный на дифракции нейтронов от определённых плоскостей намагниченных ферромагн, монокристаллов (см. НЕЙТРОННАЯ ОПТИКА), напр. сплава СоFe. Меняя величину намагниченности и семейство отражающих плоскостей кристалла, можно изменять амплитуду когерентного магн. рассеяния нейтронов от 0 до нек-рой макс.

величины. Это означает, что для ферромагн. монокристалла можно подобрать такое брэгговское отражение и величину яамагниченности, чтобы яд. и магн. амплитуды рассеяния оказались равными. Тогда для нейтронов со спином, антипараллельным направлению намагниченности, суммарная амплитуда рассеяния равна 0, т. е., под углом Брэгга отразится пучок нейтронов со спинами, параллельными намагниченности.

Дифракц. метод позволяет получить монохроматич. пучок П. н. тепловых и резонансных энергий (см. НЕЙТРОННАЯ СПЕКТРОСКОПИЯ) со степенью поляризации до 0,99. П. н. осуществляют также отражением от ферромагн. зеркал. При определённых условиях полное отражение испытывают нейтроны со спинами, параллельными намагниченности ферромагнетика.

Поляризатором нейтронов может служить и неоднородное магн. поле. Пучок нейтронов, проходя через такое поле, расщепляется на два пучка, т. к. на нейтроны с двумя разными ориентациями спинов действуют противоположно направленные силы (см. ШТЕРНА ГЕРЛАХА ОПЫТ). Один из методов получения П. н.рассеяние нейтронов на ориентированных ядрах (Ф.

Л. Шапиро с сотрудниками, 1963). Нейтроны пропускают через поляризованную яд. мишень. Амплитуда яд. рассеяния зависит от ориентации спина нейтрона относительно спина ядра. Макс. рассеяние соответствует параллельности спинов нейтрона и ядра, минимальное антипараллельности. Особенно эффективна мишень, содержащая ориентированные протоны.

Т. к. сечение рассеяния медленных нейтронов на протонах не зависит от их энергии, то удаётся получить П. н. в интервале от 10-2 эВ до 104-105 эВ. П. н. с энергией =106 эВ образуются при рассеянии нейтронов на ядрах за счёт спин-орбитального вз-ствия. П. н. используются в яд. физике как для исследования фундаментальных св-в вз-ствия нуклонов (несохранениё чётности в яд. силах, временная инвариантность яд. вз-ствий, динамика b-распада нейтрона), так и при изучении структуры ядра. В физике тв. тела П. н позволяют исследовать конфигурацию неспаренных эл-нов в магнетиках, измерить магн. моменты отд. компонент в сплавах и т. д. .